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목차
제1장 연구개요 12
1.1. 연구배경 및 목적 12
1.2. 연구목표 14
1.3. 연구개요 16
1.4. 연구범위 및 방법 20
제2장 이어도 종합해양과학기지 GNSS DATA 분석 22
2.1. GNSS 관측소 및 데이터 24
2.2. GNSS 좌표분석 26
2.2.1. 2013~2014년 GNSS 자료처리를 통한 정밀좌표 산출 26
2.2.2. 종합해양과학기지 부근 해저 지각변동 특성분석 31
2.2.3. Ocean tidal과 수직지각변동 상관성 분석 36
2.3. 종합해양과학기지 대기모니터링 및 분석 48
2.3.1. 종합해양과학기지 대류권 지연 변화 특성 48
2.3.2. 태풍기간 중 대류권 특성 모니터링 53
2.3.3. 대류권 영향을 고려한 GNSS 높이추정 57
2.3.4. 종합해양과학기지 전리층 전자수 모니터링 60
2.3.5. 종합해양과학기지 가강수량 산출 및 라디오존데와 비교 69
2.4. 종합해양과학기지 기준점 설치 및 측량 78
2.4.1. 기준점 설치 및 모니터링을 위한 측량방안 78
2.4.2. GNSS 상대측위를 위한 측량실시 80
2.5. GNSS DATA 분석결과 88
2.6. 종합해양과학기지 위성자료 활용방안 수립 90
2.6.1. GNSS 상시관측소의 국제 활용성 강화방안 90
2.6.2. 안정적 GNSS DATA 확보 및 제공방안 93
제3장 이어도 종합해양과학기지 주변 해색 위성영상 분석 96
3.1. 연구배경 98
3.1.1. 위성영상을 사용한 해상생태 추적에 대한 기존연구 결과 98
3.1.2. 해상 생태 변화 추이에 대한 연구 목표 100
3.1.3. 가용 위성 영상 및 각 센서별 세부 기술 사항 소개 101
3.2. 연구 체계 104
3.3. 위성 영상 기반 해양 생태 자료 처리 106
3.3.1. MERIS 영상 기반 클로로필 추출 106
3.3.2. MODIS 영상 기반 클로로필 추출 109
3.3.3. GOCI 영상 기반 클로로필 추출 111
3.3.4. 수치 기상 모델 및 위성 영상 기반 해양 상태 (sea state) 인자 처리 112
3.4. 해양 생태 요소 시계열 분석 114
3.4.1. EOF 해석 기법 소개 114
3.4.2. EOF 해석에 의한 MERIS 클로로필 데이터 시계열 처리 115
3.4.3. EOF 해석에 의한 MODIS 클로로필 데이터 시계열 처리 117
3.4.4. EOF 해석에 의한 GOCI 클로로필 데이터 시계열 처리 및 해상 상태 인자분석과의 비교 118
3.5. 위성영상 분석결과 122
제4장 이어도 종합해양과학기지 구조물계측시스템 현황파악 및 개선방안 도출 124
4.1. 이어도 종합해양과학기지의 구분 124
4.2. 현재의 계측시스템 126
4.2.1. 계측의 정의와 필요성 126
4.2.2. 계측장비의 종류 및 설치위치 128
4.2.3. 계측장비의 설치상태 129
4.2.4. 계측내용의 저장형식 131
4.3. 계측자료 현황분석 132
4.3.1. 계측자료 값의 적정성 132
4.3.2. 2014년 연간 계측자료의 분석 134
4.3.3. 계측자료 분석결과 요약 145
4.4. 계측시스템 현황분석 146
4.5. 계측시스템 개선방안 150
4.6. 계측시스템 분석결과 156
제5장 결론 158
참고문헌 160
부록 164
판권기 216
〈표 1-1〉 연구 추진일정 16
〈표 2-2〉 이어도 GNSS DATA 회수현황(2009~2014) 24
〈표 2-3〉 정밀측지좌표 산정을 위한 GNSS 데이터 처리전략 27
〈표 2-4〉 2009~2012년(안테나 교체 이전) IGb08 정밀 측지좌표(기준시점:2010.10.24.) 29
〈표 2-5〉 2013~2014년(안테나 교체 이후) IGb08 정밀 측지좌표(기준시점:2010.10.24.) 29
〈표 2-6〉 이어도 관측소 안테나 교체 전·후 정밀측지좌표 차이 30
〈표 2-7〉 2009~2014년 GNSS 관측데이터 처리를 통해 추정한 수평방향 지각변동 33
〈표 2-8〉 MORVEL 모델에 의해 계산한 GNSS 상시관측소 수평방향 지각변동 34
〈표 2-9〉 이어도 수평/수직 변위량 표준편차 및 처리율 41
〈표 2-10〉 이어도 절대측위 & 상대측위 우세주기 비교 43
〈표 2-11〉 이어도 절대측위 & 상대측위 우세주기 비교 44
〈표 2-12〉 전지구모델과 지역모델 비교(이어도) 45
〈표 2-13〉 GNSS를 이용한 이어도 해양조석하중 영향 분조 진폭비교 46
〈표 2-14〉 절대측위와 모델의 진폭 비교결과 47
〈표 2-15〉 수신기 시간과 전리층 지연을 높이좌표 성분가 추정하는 경우(σ₁)와 그렇지... 57
〈표 2-16〉 본 연구에서 추정한 이어도 기지의 연도별 최대 및 최소 일평균 전리층 총전자수 68
〈표 2-17〉 2014년 월별 이어도 종합해양과학기지 기상데이터 확보 현황 69
〈표 2-18〉 이어도 종합해양과학기지 기상데이터 자료목록 69
〈표 2-19〉 라디오존데 관측데이터 확보현황 71
〈표 2-20〉 이어도 종합해양과학기지 라디오존데 관측자료 71
〈표 2-21〉 라디오존데 관측데이터의 예시(2014년 6월 24일 21시) 72
〈표 2-22〉 이어도 GNSS 안테나와 라디오존데 사이의 거리 77
〈표 2-23〉 BERNESE 프로그램 기본 입력자료 및 옵션 80
〈표 2-24〉 정확도에 따른 GNSS 정적측위방법 82
〈표 2-25〉 GNSS 관측시간 설정 82
〈표 2-26〉 이어도 기지 GNSS 상시관측소 Data 분석 83
〈표 2-27〉 GNSS 측량 좌표추정결과(X,Y,Z) 84
〈표 2-28〉 GNSS 측량 좌표추정결과(위도,경도,타원체고) 84
〈표 2-29〉 토털스테이션 관측결과 85
〈표 2-30〉 레벨측량 결과 86
〈표 2-31〉 현재 GNSS 시스템 특징 비교 90
〈표 2-32〉 GNSS 관련 주요 국제기구 활동 91
〈표 2-33〉 이어도 종합과학기지 GNSS 관측소 국제망 등록을 위한 문제점 및 해결방안 92
〈표 3-1〉 GOCI 다중 분광역의 특성 103
〈표 4-35〉 계측자료의 불확실성에 대한 분석결과요약 145
〈표 4-36〉 각 보고서의 역할 146
〈표 4-37〉 안전진단보고서의 구성 147
〈표 4-38〉 계측장비설치보고서 구성 148
〈표 4-39〉 계측자료분석보고서 구성 149
〈표 4-40〉 계측자료분석보고서 구성 150
〈표 4-41〉 계측자료분석보고서 구성 151
〈표 4-42〉 계측기기와 계측장비의 구성 152
〈표 4-43〉 계측자료분석보고서 구성 153
〈표 4-44〉 문제점과 개선방안의 구축목적 156
〈표 4-45〉 계측시스템의 개선방안 요약 157
〈그림 1-1〉 연구배경 12
〈그림 1-2〉 연구목표 14
〈그림 1-3〉 연구진 구성 18
〈그림 1-4〉 공간적 연구범위 21
〈그림 2-5〉 이어도 기지 GNSS 관측 필러와 안테나 24
〈그림 2-6〉 정밀측지좌표 산정을 위한 GNSS 데이터처리 망의 구성 26
〈그림 2-7〉 정밀측지좌표 산정절차 27
〈그림 2-8〉 공통기준시점에 대한 일간해 3차원 좌표 시계열 28
〈그림 2-9〉 일간해 3차원 좌표의 표준편차 28
〈그림 2-10〉 이어도 GNSS 관측소 일간해 좌표시계열 30
〈그림 2-11〉 이어도 GNSS 관측소 일간해 좌표시계열 31
〈그림 2-12〉 한반도 남부 GNSS 상시관측소의 지각변동 벡터도 32
〈그림 2-13〉 MORVEL 모델의 지각판 구성 33
〈그림 2-14〉 본 연구에서 추정한 GNSS 관측소 속도와 MOVEL 모델차이 34
〈그림 2-15〉 본 연구에서 추정한 GNSS 관측소 속도 3차원 회전방향 방향과 MORVEL 모델차이 35
〈그림 2-16〉 해양조석하중 37
〈그림 2-17〉 이어도 해양조석하중 분조의 진폭과 위상(FES2004 모델) 38
〈그림 2-18〉 연구대상지역 39
〈그림 2-19〉 상대측위를 이용한 이어도 수평/수직 변위량 40
〈그림 2-20〉 절대측위를 이용한 이어도 수평/수직 변위량 41
〈그림 2-21〉 절대측위를 이용한 이어도 우세주기 분석 42
〈그림 2-22〉 상대측위를 이용한 이어도 우세주기 분석 43
〈그림 2-23〉 이어도와 광주의 해양조석하중 진폭비교 44
〈그림 2-24〉 전지구모델과 지역모델 비교(이어도) 45
〈그림 2-25〉 GNSS를 이용한 이어도 해양조석하중 영향 분조 진폭비교 46
〈그림 2-26〉 절대측위를 이용한 해양조석하중 영향 분석 47
〈그림 2-27〉 대류층 ZPD 산출을 위한 Bernese 과정 50
〈그림 2-28〉 2012년 일평균 ZPD 추정 결과 50
〈그림 2-29〉 2013년 일평균 ZPD 추정 결과 51
〈그림 2-30〉 이어도 종합해양과학기지의 ZPD 장기변동 51
〈그림 2-31〉 추정 ZPD 시공간... 52
〈그림 2-32〉 태풍 너구리의 이동 경로 53
〈그림 2-33〉 태풍 너구리 기간 중 IWV... 54
〈그림 2-34〉 태풍 너구리 통과 전·후의 IWV의 공간적 변화 54
〈그림 2-35〉 태풍 나크리의 이동 경로 55
〈그림 2-36〉 태풍 나크리 기간 중 IWV... 56
〈그림 2-37〉 태풍 너구리 통과 전·후의 IWV의 공간적 변화 56
〈그림 2-38〉 수신기 시간오차와 대류권지연 포함 여부에... 58
〈그림 2-39〉 수평방향에 대한 대류권의 비대칭 59
〈그림 2-40〉 전리층 TECU 산출을 위한 Bernese 과정 62
〈그림 2-41〉 2013년 9월12일~12월30일 이어도 종합과학기지 일평균 TEC의 변화 63
〈그림 2-42〉 2013년 일중 TEC의 변화 63
〈그림 2-43〉 2013년 평균 TEC가 최대(좌측)와 최소(우측)인 일의 공간적 분포 64
〈그림 2-44〉 본 연구 2013년 추정 TEC와 IGS 전지구모델 사이 차이의 공간적 분포 64
〈그림 2-45〉 2014년 1월1일~12월5일 이어도 종합과학기지 일평균 TEC의 변화 65
〈그림 2-46〉 2014년 일중 TEC의 변화 65
〈그림 2-47〉 2013년 평균 TEC가 최대(좌측)와 최소(우측) 일의 공간적 분포 66
〈그림 2-48〉 본 연구 2014년 추정 TEC와 IGS 전지구모델 사이 차이의 공간적 분포 66
〈그림 2-49〉 2009~2014년 일평균 TEC의 변화 67
〈그림 2-50〉 NASA에서 예측 및 관측한 태양흑점 개수 67
〈그림 2-51〉 이어도 종합해양과학기지 기상관측 원시자료 69
〈그림 2-52〉 이어도 종합해양과학기지 기상관측 원시자료 70
〈그림 2-53〉 라디오존데 관측 원시자료 72
〈그림 2-54〉 2014년 이어도 종합과학기지의 대기 중 수증기량(IWV) 추정 결과 74
〈그림 2-55〉 2014년 6월 GPS와 라디오존데에 의한 IWV 산정결과 비교 75
〈그림 2-56〉 2014년 6월 GPS와 라디오존데 산정 IWV 상관도 분석 76
〈그림 2-57〉 2014년 11-12월 GPS와 라디오존데 산정 IWV 비교 76
〈그림 2-58〉 2014년 11-12월 GPS와 라디오존데 산정 IWV 상관도 분석 76
〈그림 2-59〉 라디오존데 고도 11㎞에서의 위치 77
〈그림 2-60〉 GPS 삼각측량의 원리 78
〈그림 2-61〉 GPS 삼각측량의 원리 79
〈그림 2-62〉 GNSS 상대측위를 위한 기준점 선점 81
〈그림 2-63〉 GNSS 관측 82
〈그림 2-64〉 토털스테이션 관측개요 85
〈그림 2-65〉 Heli Deck 레벨측량 시행 86
〈그림 2-66〉 이어도 종합해양과학기지 GNSS 관측소 활... 93
〈그림 2-67〉 이어도 종합해양과학기지 활용성 제공을 위한 실시간 데이터처리 방안 94
〈그림 3-68〉 GOCI 영상 분석에 의하여 측정된 서해안 지역 해상... 99
〈그림 3-69〉 Aqua MODIS 합성 영상(2003/04) 및 부유 조류 분포 99
〈그림 3-70〉 위성영상기반 해수면 온도 자료 100
〈그림 3-71〉 MODIS 센서 개념도 및 클로로필 분포도 101
〈그림 3-72〉 MERIS 영상취득 개념도 및 전지구 클로로필 분포도 102
〈그림 3-73〉 GOCI 영상취득 개념도 및 제주도 인근 클로로필 분포도 103
〈그림 3-74〉 전체적 데이터 처리 흐름도 104
〈그림 3-75〉 MERIS 영상 기반 클로로필 도출 사례 106
〈그림 3-76〉 MERIS 기반 클로로필 분포 107
〈그림 3-77〉 북해 해상에서의 고정밀도 클로로필 추출 및 사용된 reduced/full resolution... 108
〈그림 3-78〉 MODIS 기반 이어도 연근해 월별 클로로필 분포도(2012sus... 110
〈그림 3-79〉 GOCI 위성 영상 기반 일별 클로로필 추출 예제 111
〈그림 3-80〉 GOCI 기반 클로로필 추출 예제 2014년 1월, 3월, 6월 112
〈그림 3-81〉 ECMWF 기반 월별 기상 요소(ECMWF Interim Synoptic... 113
〈그림 3-82〉 MODIS 월별 해수면 온도 113
〈그림 3-83〉 EOF 분석 사례(Schwarz et al., 2010):Deep-Sea Research II 57... 114
〈그림 3-84〉 MERIS EOF 분석 결과 성분 기여치 및 EOF 1-3의 시계열 변동 115
〈그림 3-85〉 MERIS EOF 공간 분포, EOF 1~EOF 5 성분 도시 116
〈그림 3-86〉 MODIS EOF 분석 결과 성분 기여치 및 EOF 1~EOF 3의 시계열 변동 117
〈그림 3-87〉 MODIS EOF 공간 분포, EOF 1~EOF 5 성분 도시 118
〈그림 3-88〉 GOCI 클로로필 분포 및 해수면 온도 비교 118
〈그림 3-89〉 GOCI EOF 공간 분포 EOF 1~EOF 5 성분 도시 120
〈그림 3-90〉 GOCI EOF 분석결과 성분 기여치 및 EOF 1~EOF 3의 시계열 변동 120
〈그림 3-91〉 GOCI EOF 특이 변화점에 대한 월별 분포 121
〈그림 3-92〉 CDW 영향에 의한 1990년 서해상 염분 변화도... 121
〈그림 4-93〉 토목구조의 분류 124
〈그림 4-94〉 계측과정과 계측목적 126
〈그림 4-95〉 계측의 3대 요소 127
〈그림 4-96〉 계측장비 설치위치 129
〈그림 4-97〉 계측장비 설치위치 130
〈그림 4-98〉 자료획득프로그램의 현 상태 131
〈그림 4-99〉 계측내용의 저장형식 131
〈그림 4-100〉 측정 가속도와 속도이력(2013년 11월 14일 24시간 동안) 132
〈그림 4-101〉 측정 가속도와 속도이력(2013년 11월 15일 24시간 동안) 133
〈그림 4-102〉 가속도 이력분포(2014년) 136
〈그림 4-103〉 속도 이력분포(2014년) 138
〈그림 4-104〉 변위 이력분포(2014년) 140
〈그림 4-105〉 변형률 이력분포(2014년) 142
〈그림 4-106〉 경사도 이력분포(2014년) 144
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