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분석툴을 이용한 천리안2A 기상탑재체 복사 보정 파라미터 검증
진경욱 ( Kyoungwook Jin ),박진형 ( Jin-hyung Park ) 대한원격탐사학회 2020 大韓遠隔探査學會誌 Vol.36 No.6
천리안2A호 AMI(Advanced Meteorological Imager) 복사 보정에 대한 검증은 탑재체의 기능 및 성능 점검뿐만 아니라, 탑재체 자료의 품질을 결정 짓는 중요한 요소이다. AMI 탑재체는 여섯 개의 가시 및 근적외 채널과 10개의 열적외 채널로 구성되어 있다. 가시/근적외 채널의 복사 성능을 대표하는 핵심적인 파라미터로는 SNR(Signal-to-Noise Ratio), 열적외채널의 경우는 NEdT(Noise Equivalent delta Temperature)를 들 수 있다. 다이나믹 레인지와 검출기의 반응도와 관련된 Gain 값 또한 복사 보정 성능과 관련된 중요한 파라미터이다. AMI탑재체의 주요 복사 보정 성능 검증을 위해, 실시간 AMI자료 처리 시스템과는 별도의 오프라인 복사 성능 분석 툴을 개발하였다. 개발된 분석 툴을 이용하여 천리안2A호 발사 후 궤도상 시험 기간 동안 검증 작업을 수행하였다. 분석 툴을 통한 계산 결과는 탑재체 개발업체인 HARRIS사의 분석 값과 비교 검증하였다. AMI 복사 성능 검증 작업은 총 세차례로 나누어 AMI탑재체 양쪽 면인 Side1과 Side2에 대해 이루어졌다. 복사 성능 검증 결과 주요 복사 보정 파라미터들의 성능은 요구조건 값들을 크게 상회하는 우수한 성능을 보여 주었으며, AMI 복사 성능 분석 툴의 유효성이 입증되었다. GEO-KOMPSAT-2A AMI (Advanced Meteorological Imager) radiometric calibration evaluation is an essential element not only for functional and performance verification of the payload but for the quality of the sensor data. AMI instrument consists of six reflective channels and ten thermal infrared ones. One of the key parameters representing radiometric properties of the sensor is a SNR (Signal-to-Noise Ratio) for the reflective channels and a NEdT (Noise Equivalent delta Temperature) for the IR ones respectively. Other important radiometric calibration parameters are a dynamic range and a gain value related with the responsivity of detectors. To verify major radiometric calibration performance of AMI, an offline radiometric evaluation tool was developed separately with a real-time AMI data processing system. Using the evaluation tool, validation activities were carried out during the GEO-KOMPSAT-2A In-Orbit Test period. The results from the evaluation tool were cross checked with those of the HARRIS, which is the AMI payload vendor. AMI radiometric evaluation activities were conducted through three phases for both sides (Side 1 and Side 2) of AMI payload. Results showed that performances of the key radiometric properties were outstanding with respect to the radiometric requirements of the payload. The effectiveness of the evaluation tool was verified as well.
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진경욱(Kyoungwook Jin),양군호(Koon-Ho Yang) 한국항공우주연구원 2013 항공우주산업기술동향 Vol.11 No.1
우주기상탑재체는 태양활동과 관련된 우주기상현상들을 관측하여 위성이나 인간 활동에 영향을 주는 중요 현상들을 모니터링하기 위한 탑재체로, 각각의 임무에 따라 다양한 센서들이 개발되고 있다. 본 논문에서는 우주기상탑재체의 대표적인 형태인 입자 검출기와 마그네토미터의 관측 원리에 대해 간단하게 기술하여 위성을 이용한 우주기상현상 관측에 대한 이해를 돕도록 하였다. 또한 위성용 우주기상센서 중에서 정지궤도용으로 개발되고 있는 우주기상센서와 자료들의 활용 예를 GOES-R 미션에 장착 예정인 우주기상탑재체들을 중심으로 소개하면서 각 탑재체들의 사양, 주요임무 및 산출물들에 대해 요약 정리하였다. Various space weather sensors are being developed to monitor important space weather events, which give large impacts on satellites and human activities. Observation concepts and characteristics of a particle detector and a magnetometer, which are the typical space weather sensors, were introduced to help understanding of the space-borne measurements of space weather phenomena. In addition, out of many space weather sensors, those for the geostationary satellite missions are summarized by describing the specifications, missions and applications of the space weather sensors, which will be equipped on the GOES-R satellite.
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천리안위성2A호 기상탑재체 Best Detector Select 맵 평가 및 업데이트
진경욱 ( Kyoungwook Jin ),이상철 ( Sang-cherl Lee ),이정현 ( Jung-hyun Lee ) 대한원격탐사학회 2021 大韓遠隔探査學會誌 Vol.37 No.2
천리안위성2A호 기상탑재체 AMI(Advanced Meteorological Imager) 센서 검출기의 최상의 요소들로 구성된 Best Detector Select (BDS) 맵은 발사 전 확정되어 AMI에 업로드 되어 있다. 위성 발사 이후 급격한 온도 변화 환경에 노출되면 검출기의 성능에 변화가 생길 수 있으며, 발사 및 탑재체 아웃개싱 이후에 BDS맵의 성능을 다시 분석하고 필요시 업데이트가 필요하다. 검출기 요소 전체에 대한 성능을 검증하기 위한 분석 작업이 탑재체 개발업체(미 L3HARRIS사)가 제공한 BDS맵 분석 기술 문서를 기반으로 진행되었다. BDS맵 분석이란 탑재체 검출기가 기준 목표물(심우주와 탑재체 내부 보정 타겟)을 응시하는 동안 얼마나 안정적인 신호를 보이는 지를 평가하는 것이다. 이러한 목적으로 LTS(Long Time Series) 및 V-V(Output Voltage vs. Bias Voltage)라 부르는 검증법이 이용된다. LTS는 30초 동안, V-V는 2초 동안 목표물을 응시하고 이 때의 검출기 노이즈 성분을 계산한다. 자료를 획득하기 위해서는 탑재체의 운영을 멈추고 특별 관측을 실시하여야 하기 때문에, 정상 운영 전인 궤도상 시험기간 중에 해당 작업이 이루어지게 된다. 천리안위성2A호 기상탑재체 궤도상 시험 기간 동안 획득한 자료를 바탕으로 BDS맵의 상태를 평가하였다. 발사 전 지상 시험에서 평가된 BDS맵의 전체 성분들 중에 약 1%에 해당하는 요소들이 성능 변화를 보였으며, 이를 다른 요소들 중 최상의 성능을 보이는 성분으로 교체하였다. 새로운 BDS맵을 적용한 결과 BDS문제로 인해 야기된 기상탑재체 원시영상에 나타나는 노이즈 성분(줄무늬)이 완전하게 제거되었다. GEO-KOMPSAT-2A (GK2A) AMI (Advanced Meteorological Imager) Best Detector Select (BDS) map is pre-determined and uploaded before the satellite launch. After the launch, there is some possibility of a detector performance change driven by an abrupt temperature variation and thus the status of BDS map needs to be evaluated and updated if necessary. To investigate performance of entire elements of the detectors, AMI BDS analyses were conducted based on a technical note provided from the AMI vendor (L3HARRIS). The concept of the BDS analysis is to investigate the stability of signals from detectors while they are staring at targets (deep space and internal calibration target). For this purpose, Long Time Series (LTS) and Output Voltage vs. Bias Voltage (V-V) methods are used. The LTS for 30 secs and the V-V for two secs are spanned respectively for looking at the targets to compute noise components of detectors. To get the necessary data sets, these activities were conducted during the In-Orbit Test (IOT) period since a normal operation of AMI is stopped and special mission plans are commanded. With collected data sets during the GK2A IOT, AMI BDS map was intensively examined. It was found that about 1% of entire detector elements, which were evaluated at the ground test, showed characteristic changes and those degraded elements are replaced by alternative best ones. The stripping effects on AMI raw images due to the BDS problem were clearly removed when the new BDS map was applied.
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