칼만 RTS 필터를 이용한 선상 중력 자료 보정에 관한 연구

황종선,한현철,Hwang, Jong-Sun,Han, Hyun-Chul 대한자원환경지질학회 2010 자원환경지질 Vol.43 No.4

선상 중력 이상값은 기상악화 및 조사 선박의 급작스런 음직임에 의해 많이 왜곡된다. 이러한 자료 왜곡은 잘못된 해석을 유발할 수 있어 필히 제거되어야 하지만 완벽하게 모든 오차를 제거할 수는 없다. 일반적으로 사용하는 교차점 오차 보정은 교차점 자체에 대한 국부적인 보정이기 때문에 교차점 오차 보정을 한 후에도 그 자료에는 많은 오차 값들이 포함되어 있다. 이러한 단점을 해소하기 위하여 교차점에서는 물론이고 모든 자료에 포함되어 있는 오차값들을 최소화하기 위하여 칼만 필터중의 하나인 Rauch-Tung-Striebel(RTS) 필터를 이용하였다. RTS 보정을 수행한결과 자료 변위 폭이 최대 15 mGal에서 2 mGal 미만으로 감소되었고 교차점에서의 오차는 4.21 mGal에서 2.95mGal로 줄어들었다. 이 결과는 RTS 방법이 교차점에서는 물론 모든 자료에 포함되어 있는 오차 값을 최소화 하는데 효율적임을 제시하고 있다. Gravity anomalies observed in shipborne survey are usually distorted by bad weather conditions and unexpected vessel movement. These distorted data should be removed because they may mislead the data interpretation. However, it is not possible to perfectly remove all erroneous data. Cross-over point correction, which is generally used, only reduces the errors at cross-over points, and thus the data still contain error values. To resolve this drawback, Rauch-Tung-Striebel(RTS) filter was adopted to minimize all errors in the data and at cross-over points. After applying this method, the range of anomaly variation is reduced from 15 mGal to less than 2 mGal, and errors at the cross-over points are minimized from 4.21 mGal to 2.95 mGal. The results imply that RTS filter is very useful to reduce errors in the data and corss-over points.

구면캡 조화분석을 이용한 남한 및 그 주변지역의 중력이상 통합에 관한 연구

황종선,김형래,김창환,유상훈,Hwang, Jong-Sun,Kim, Hyung-Rae,Kim, Chang-Hwan,You, Sang-Hoon 대한자원환경지질학회 2008 자원환경지질 Vol.41 No.2

육상 및 해상에서 측정된 중력자료와 GRACE 인공위성으로부터 계산된 중력자료를 구면캡 조화분석(Spherical Cap Harmonic Analysis; SCHA)을 이용하여 통합하였다. 중력자료는 한국지질자원연구원에서 측정된 육상중력과 한국해양연구원과 국립해양조사원에서 측정된 해상자료를 이용하였으며, GRACE 인공위성 자료로는 구면조화함수의 계수형태로 되어있는 L-2 level 자료를 이용하여 중력이상값을 계산하였다 0.05도 간격으로 격자화 된 중력자료의 해상도와 구면캡 조화계수의 해상도를 일치시키기 위하여 조화계수를 order 80까지 설정하였으며 Generalized Minimal Residual (GMRES) 역산방법을 이용하여 구면캡 조화계수를 계산하였다. 이 계수로부터 다시 중력이상을 구한 결과 육상 및 해상자료와 0.950,그리고 GRACE 인공위성 자료와 0.995의 매우 높은 상관관계를 보여주어 본 연구의 방법이 매우 잘 적용 되었음을 알 수 있었다. 구면캡 조화분석의 적용으로 중자력 자료의 특성인 라플라스 방정식을 만족함으로써, 측정된 고도 이외에 다른 고도에서도 중력값을 계산할 수 있으며, 본 연구에서는 10 km에서 60 km 고도까지 중력이상을 계산하였다. 각 고도에서 매우 안정적인 결과를 얻을 수 있었으며, 인공위성 자료의 특성인 우수한 저주파성분과 육상 및 해상에서 측정된 자료의 상세한 고주파 성분이 매우 잘 융합되어 있는 것을 볼 수 있었다. 본 연구의 방법을 이용하여 여러가지 고도의 자료를 한꺼번에 통합할 수 있으므로 항공중력 둥의 자료가 추가될 경우, 더욱더 상세하고 안정적인 중력이상값을 계산 할 수 있을 것으로 기대된다. The gravity anomalies that observed by ground and shipborne survey and calculated from GRACE satellite are combined by using spherical cap harmonic analysis (SCHA). In this study, ground gravity data from Korea Institute of Geoscience and Mineral Resource(KIGAM) and shipborne gravity data from National Ocean Research Institute(NORI) and Korea Ocean Research and Development institute(KORDI) were used. L-2 level GRACE Gravity Model (GGM02C) was also used for satellite gravity anomaly. The ground and shipborne surveyed data were combined and gridded using Krigging method with 0.05 degree interval and GRACE data were also gridded using the same method with 0.05 degree to harmonize with the resolution of SCHA that has coefficient up to 80. Generalized Minimal Residual(GMRES) inversion method was implemented for calculating the coefficients of SCHA using the gridded ground and satellite gravity anomalies that had 0 km and 50 km altitude, respectively. The results of inversion method showed good correlation of 0.950 and 0.995 with original ground and satellite data. The gravity anomaly using SCHA satisfies Laplace's equation, therefore, using these SCHA coefficients, gravity anomaly can be calculated at any altitude. In this study, gravity anomaly was calculated from 10 km to 60 km altitude and each altitude, very stable results were shown. The ground and shipborne gravity data that have higher resolution and satellite data in long wavelength are harmonized well with SCHA coefficients and successfully applied in South Korea area. If more continuous survey and muti-altitude surveyed data like airborne data available, more precise gravity anomaly can be acquired using SCHA method.

Modified DC 리액터 타입 고온초전도전류제한기 동작특성

황종선(Jong-Sun Hwang),김영민(Yong-Min Kim),최효상(Hyo-Sang Choi),최창주(Chang-Joo Choi) 대한전기학회 2004 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2004 No.5

Analysis of the Great East Japan Earthquake observed by strainmeter of Eupcheon Fault Monitoring System

황종선(Jong Sun Hwang),최재원(Jae-Won Choi),최원학(Weon-Hack Choi),조성일(Sung-Il Cho),장천중(Chun-Joong Chang) 대한지질학회 2012 지질학회지 Vol.48 No.6

일본에서 2011년 3월 11일에 발생한 동일본 대지진을 읍천단층 상시 감시 시스템에 설치된 두 개의 변형계 자료를 이용하여 분석하였다. 4개 방향의 전압의 단위로 측정되는 변형계 원시 자료를 3개 요소(areal, gamma1, gamma2) 변형률의 단위로 변환한 후, 지진에 의한 신호만을 추출하기 위하여 장기적인 경향을 제거하고 조석에 의한 영향을 고주파 필터를 이용하여 제거하였다. 자료 분석 결과 변형계 자료에서 일본 대지진의 영향이 명확하게 관찰되었으며 크기는 EF01 관측소에서 최대 약 7000, EF02 관측소에서 최대 9500 (nanostrain)으로 나타났다. 변형률 자료의 형태는 기존의 지진계에서 나타나는 양상과 비슷한 경향을 보였으며 지진 발생 시 변형률 값이 수평적으로 약 20~80 정도로 증가하다가 수시간 후에 다시 평상시의 값으로 돌아가는 특성을 보였다. 이러한 결과는 동일본 대지진 발생 직전에 지각의 응력이 증가하였다가 지진 발생 후 다시 응력이 해소되는 과정으로 설명될 수 있다. 또한 고주파 필터를 이용하여 조석에 의한 영향을 제거하는 경우에는 지진발생 이전에도 응력의 변화가 관측된다. 규모 9.0의 동일본 대지진에 의한 응력은 수 시간 동안 변형계에서 변화 양상이 관측되며 그 이후에는 평상시 값으로 수렴하여 실제 읍천단층 안정성에는 아무런 영향을 주지 않는 것을 관측할 수 있었다. 향후 읍천단층 상시 감시 시스템에서 운용중인 다른 장비(GPS, 지표변위계, 지진계, 지하수위계 등)의 자료와 통합하여 분석한다면 지질학적 현상들을 이해하는데 기여할 것으로 기대된다. The 2011 Tohoku-oki earthquake was monitored by two strainmeters in Eupcheon Fault Monitoring System (EFMS) at 11<SUP>th</SUP>, March, 2011. 4-directional raw voltage values from strainmeter were converted to 3-directional (areal, gamma1, gamma2) nanostrain data. To extract signals from Tohoku-oki earthquake, the trend of compression signal and earth tide effect were removed by 2nd order polynomial and high-pass filter, respectively. Strain data clearly showed the signals from earthquake, and maximum strain values at EF01 and EF02 station were around 7000 and 9500 (nanostrain) respectively. The shape of strain signals is similar to that of seismometer signals. Strain value levels changed linearly up to 20 ~ 80 nanostrain during the occurrence of earthquake, and also decreased slowly and linearly to normal values after a few hours. It means that crustal stress is increased rapidly with earthquake signals, and stress is released after earthquake. High-pass filtered strain values were changed before arriving earthquake signals. Strain values showed no significant changes and trends after 2~4 hours of earthquake occurrence and it suggests that the stability of Eupcheon fault have not been effected by the Great East Japan earthquake. The data from other equipments (Creepmeter, Seismometer, Water level meter, GPS, etc) installed in EFMS will be analyzed together with strainmeter data and the contributions to the geologic study of earthquake mechanism are expected.

단층감시시스템내 지표변위계 측정에 영향을 미치는 온도 및 조석 효과 제거 연구

황종선(Jong Sun Hwang),조성일(Sung-Il Cho),박동희(Donghee Park),최원학(Weon-Hack Choi),장천중(Chun-Joong Chang) 대한지질학회 2013 대한지질학회 학술대회 Vol.2013 No.10

팔공산화강암체와 그 인근지역에서의 중력탐사 연구

황종선(Jong-Sun Hwang),민경덕(Kyung Duck Min),최철(Chul Choi),유상훈(Sang Hoon Yu) 대한자원환경지질학회 2003 자원환경지질 Vol.36 No.4

연구는 중력자료를 이용하여 팔공산화강암체의 분포양상, 인근지역의 지하지질 및 지질구조, 경상분지와 영남 육괴와의 관계규명 등을 밝히는데 그 목적이 있다. 연구지역은 북위 35°45 -36°21 , 동경 128°15 -129°00 에 해당한다. 중력자료는 서울대학교, 한국지질자원연구원, 부산대학교 및 연세대학교에서 측정한 기존의 중력자료 826개와 팔공산화강암체를 포함하는 주변지역에서 금번에 측저된 중력자료 140개에 대해 계기보정, 조석보정, 위도보정, 푸리에어보정, 부게보정, 대기보정, 지형보정을 실시하여 부게중력이상을 구하였다. 연구지역의 부게중력이상은 -12.88 ∼ 26.01mgal의 분포를 보이며, 평균치는 11.27mgal이다. 연구지역의 소쪽에 위치한 영남육괴에서는 평균에 비해 상당히 낮은 저이상대를 보이며, 연구지역의 서쪽에서 동쩍으로 갈수록 이상값이 높아진다. 팔공산화강암체와 영남 육괴 분포지역에서 부게중력이상이 낮게 나타나는 것은 이들의 밀도가 경상분지의 퇴적암보다 낮기 때문인 것으로 해석된다. 부게중력이상으로부터 지하에 존재하는 민도 불연속면의 평균심도를 구하기 위해 진폭스펙트럼과 공간 주파수를 이용한 파워스펙트럼분석을 실시한 결과, 민도 불연속면의 평균 심도는 4.9km와 10.45km이며, 이는 각각 분지기반암과 콘라드면의 평균심도로 해석된다. 연구지역의 동쪽에서 갑자기 낮아지는 저이상대는 신령단층과 노고산 환상단층의 영향으로 해석된다. 2차원 모델링에 의한 팔공산화강암체의 심도는 연구지역의 중앙을 기준으로 서쪽에서 동쪽으로 갈수록 감소한다. 각 측선의 2차원 모델링에 의한 팔공산화강암체의 분포 심도가 두 지점에서 첨예하게 깊게 나타나며, 각각의 심도는 측선 AA1에서는 5.3km, 측선 BB1에서는 팔공산화강암체의 최대심도인 약 7km이다. 또한, 팔공산 화강암체 주변의 천부지역에는 작은 화강암체들이 관입해 있음을 알 수 있다. 각 측선별 2차원 모델링에 의해 얻어진 자료의 보간을 통해 구현한 3차원 해석으로부터 팔공산화강암체의 뿌리는 지표에 나타나는 팔공산화강암체를 중심으로 남서쪽부근에 위치하며, 지하에 분포하는 팔공산화강암체의 전체 부피는 약 31.211km3으로 추정된다. This study was performed to delineate the subsurface geology, geologic structure, and distribution pattern of the Palgongsan granitic body, and to reveal the relationship between the Kyeongsang basin and Yongnam massif by gravity survey. The study area is located between the latitude of 35°45 -36°21 N and longitude of 128°15 -129°00 E. Total of 966 gravity data measured by Seoul National University, KIGAM(Korea Institute of Geology, Mining & Materials), Pusan National University and Yonsei University were used. The Bouguer gravity anomaly in the study area ranges from -12.88 to 26.01mgal with a mean value of 11.27mgal. A very low anomaly zone is located in the Yongnam massif in west of the study area. The anomaly value increases going from west to east. A low anomaly distribution in Palgongsan granite and Yongnam massif is interpreted as the effect of their lower density than that of Kyeongsang Super Group. Power spectrum analysis is applied to evaluate the average depth of basement the Kyeongsang Basin and Conrad discontinuity from gravity anomaly. The average depths of density discontinuities are calculated 10.45km and 4.9km, and these are interpreted as Conrad discontinuity and depth of basement of the Kyeongsang Basin, respectively. The depth of Palgongsan granite is derived by means of 2-dimensional modeling and it decreases gradually toward the east. The gravity anomaly east of the study area decreases abruptly due to Shingryeong fault and Nogosan ring fault. Two deepest and sharp roots of Palgongsan granite are recognized by 2-dimensional medeling of each profiles. The depths of those roots are 5.3km on a profile AA and 7km on a profile BB which is the maximum depth of Palgongsan granite. Small granitic bodies are also seen to be intruded around the Palgongsan granite. The root of Palgongsan granite is shown by 3-dimensional analysis based on the interpolation of 2-dimensional modeling along each profiles to exist in the southwest vicinity of Palgongsan gran ite. The total volume of Palgongsan granite is approximately 31.211km3.

원자력 관계시설에 대한 부지 특성 조사

황종선(Jong Sun Hwang),조광호(Kwangho Jo),정혜진(Hyejin Jung),한재문(Jaemun Han) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10

상용 원전 해체 시 부지 복원은 가장 마지막 단계에 해당하며, 부지의 오염이 규제치 이하를 만족하는 경우에, 해체가 완료되어 규제 해제가 가능하다. 부지 오염은 크게 방사선학적 오염과 비방사선학적 오염으로 구분될 수 있으며, 방사선학적 오염은 미국 MARSSIM 절차에 따라 평가된다. MARSSIM 방법론은 기존 부지 오염과 관련된 문헌들을 조사하는 HSA(Historical Site Assessment)로부터 시작되어 최종적으로 FSS(Final Site Survey)를 통해 통계학적으로 결정된다. 원자력시설 해체를 위하여 여러가지 부지 특성이 평가되었다. 부지 지질에 대해 착공 전에 수행된 지질조사부터 최근에 수행된 수문확산 자료를 총 망라하여 지질조사 자료를 수집하고 정리하여 3차원 상세 지질구조 모델을 구축하였다. 또한 불포화층을 고려한 수리 지질학적 평가를 위하여 모델링을 수행하였으며, 해체 시 사고에 대비하여 방사성 액체 유출 시 부지내 지하수에서의 핵종 거동을 모사하였다. 원자력시설 지하에는 구조물의 건전성을 위한 영구배수시스템이 설치되어 있어 비계획적인 유출이 발생하더라도 건물 하부 Sump를 통해 수집되는 것을 규명하였다. 이를 통해 부지 내의 영향에 의해 주변 주민의 영향은 거의 없을 것으로 판단되었다. 또한 토양에 대한 특성 평가를 위하여 부지내 토양을 최대 1.8m까지 채취하여 입도 분류, 광물학적 분석, 핵종 분석을 수행하였다. 되메움(Back-fill)이 되어있는 부지에서는 상대적으로 입도가 매우 크게 나타났으며, 중금속에 대한 오염 분석 결과, 향후 산업 용지로 사용시 문제없는 수준의 오염을 보였다. 위의 연구를 바탕으로 2030년 이후에 수행될 해체 일정 및 해체 비용에 영향이 없도록 부지 복원을 위한 연구를 진행할 예정이다.

해체원전 부지개념모델 구축 및 활용

황종선(Jong Sun Hwang),한재문(Jaemun Han),박창희(Changhui Park) 대한지질학회 2020 대한지질학회 학술대회 Vol.2020 No.10

2차권선의 병렬연결에 따른 하이브리드형 초전도 한류기의 특성

황종선(Jong-Sun Hwang),조용선(Yong-Sun Cho),최효상(Hyo-Sang Choi) 대한전기학회 2006 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.10

We have analyzed operating characteristics of hybrid-type superconducting fault current limiter (SFCL) according to the parallel connection of secondary windings with YBa₂Cu₃O? (YBCO) films. The tum ratio between the primary and secondary windings of each reactor was 63:21. Hybrid-type SFCL using a transformer with parallel reactors could reduce the unbalanced quench caused by differences of the critical current density between YBCO films. We found that hybrid-type SFCL having parallel connection induced simultaneous quench between the superconducting elements. The quench-starting point at this time was almost same. When the applied voltage was 200V, the limiting current in the hybrid-type SFCL with a serial connection was lowered to 34 percent than that in the SFCL with a parallel connection. In the meantime, when the voltage generated in the superconducting elements was the same, the current value in the parallel connection was 60 percent less than in the serial connection. The voltage generated In the primary winding also showed the similar behavior. In conclusion, we found that the fault current was limited more effectively in the SFCL with the serial connection but the power burden of the superconducting elements was reduced in the parallel connection.

사회체육활동으로서 MTB 참가자의 참여동기가 운동지속의도에 미치는 영향

황종선(Jong Sun Hwang) 한국사회체육학회 2008 한국사회체육학회지 Vol.0 No.32