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[표지]

제출문

목차

요약문 12

제1장 서론 20

제2장 기상조절 실험용 드론 활용 관측자료 분석 22

1. 멀티콥터형 실험 드론 활용 관측자료의 비교분석 22

1.1. 기상관측자료의 비교분석 방법 23

2. 구름물리선도관측소 내 지상 AWS들의 기상 관측자료 사전 비교분석 25

2.1. 구름물리선도관측소 내 지상 AWS들의 기온 관측자료 사전 비교분석 25

2.2. 구름물리선도관측소 내 지상 AWS들의 습도 관측자료 사전 비교분석 30

3. 드론용 AWS 및 지상 AWS의 기상 관측자료 비교분석 37

3.1. 2022년 대표 사례들의 드론용 AWS 및 지상 AWS의 기상 관측자료 비교분석 38

3.2. 2023년 대표 사례들의 드론용 AWS 및 지상 AWS의 기상 관측자료 비교분석 53

3.3. 드론용 AWS 기상 관측자료의 정확도 확보 방안 65

제3장 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 기체 제작 및 성능테스트, 원격시딩시스템 개발 68

1. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 기체 제작 68

1.1. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 기초설계도 변경 68

1.2. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동체, 날개 및 랜딩기어 제작 72

1.3. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동력 부품 및 비행제어 셋팅 98

2. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 원격시딩 시스템 개발 106

2.1. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 연소탄 거치대 및 원격시딩시스템 개발 106

3. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 기체 신고 및 성능테스트 111

3.1. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 기체 신고 112

3.2. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 성능테스트 113

제4장 요약 및 결론 120

참고문헌 126

부록 3. 자동비행 프로그램 운영 매뉴얼 127

[뒷표지] 134

표목차

표 1. 2023년 9월 13일 사례 미군 AWS 및 CPOS AWS의 기온 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 25

표 2. 2023년 9월 14일 사례 미군 AWS 및 CPOS AWS의 기온 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 27

표 3. 2023년 11월 4일 사례 미군 AWS 및 CPOS AWS의 기온 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 28

표 4. 2023년 11월 27일 사례 미군 AWS 및 CPOS AWS의 기온 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 29

표 5. 2023년 9월 13일 사례 미군 AWS 및 CPOS AWS의 습도 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 31

표 6. 2023년 9월 14일 사례 미군 AWS 및 CPOS AWS의 습도 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 33

표 7. 2023년 11월 4일 사례 미군 AWS 및 CPOS AWS의 습도 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 35

표 8. 2023년 11월 27일 사례 미군 AWS 및 CPOS AWS의 습도 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 36

표 9. 2022년 10월 5일 사례 시딩 전 드론용 AWS 및 CPOS AWS의 기온 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 39

표 10. 2022년 10월 23일 사례 시딩 전 드론용 AWS 및 CPOS AWS의 기온 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 41

표 11. 2022년 10월 23일 사례 시딩 후 드론용 AWS 및 CPOS AWS의 기온 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 42

표 12. 2022년 10월 28일 사례 시딩 전 드론용 AWS 및 CPOS AWS의 기온 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 44

표 13. 2022년 10월 28일 사례 시딩 후 드론용 AWS 및 CPOS AWS의 기온 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 45

표 14. 2022년 10월 5일 사례 시딩 전 드론용 AWS 및 CPOS AWS의 습도 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 46

표 15. 2022년 10월 23일 사례 시딩 전 드론용 AWS 및 CPOS AWS의 습도 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 48

표 16. 2022년 10월 23일 사례 시딩 후 드론용 AWS 및 CPOS AWS의 습도 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 49

표 17. 2022년 10월 28일 사례 시딩 전 드론용 AWS 및 CPOS AWS의 습도 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 51

표 18. 2022년 10월 28일 사례 시딩 후 드론용 AWS 및 CPOS AWS의 습도 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 52

표 19. 2023년 9월 13일 사례 시딩 전 드론용 AWS 및 CPOS AWS의 기온 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 55

표 20. 2023년 9월 13일 사례 시딩 후 드론용 AWS 및 CPOS AWS의 기온 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 56

표 21. 2023년 11월 4일 사례 시딩 전 드론용 AWS 및 CPOS AWS의 기온 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 58

표 22. 2023년 11월 4일 사례 시딩 후 드론용 AWS 및 CPOS AWS의 기온 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 59

표 23. 2023년 9월 13일 사례 시딩 전 드론용 AWS 및 CPOS AWS의 습도 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 61

표 24. 2023년 9월 13일 사례 시딩 후 드론용 AWS 및 CPOS AWS의 습도 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 62

표 25. 2023년 11월 4일 사례 시딩 전 드론용 AWS 및 CPOS AWS의 습도 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 64

표 26. 2023년 11월 4일 사례 시딩 후 드론용 AWS 및 CPOS AWS의 습도 관측자료 간 RMSE, MSE, MAE 및 상관계수의 값 65

표 27. 국립기상과학원에서 계획한 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 주요 세부 사양 68

표 28. DJI 사의 T-60 파워팩의 사양 99

그림목차

그림 1. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 기초설계도면 중 3차원 모델링 그림 21

그림 2. 기상조절용 멀티콥터형 실험 드론 22

그림 3. 2023년 9월 13일 사례 미군 AWS 및 CPOS AWS의 기온 관측자료의 선형 분포도 26

그림 4. 2023년 9월 14일 사례 미군 AWS 및 CPOS AWS의 기온 관측자료의 선형 분포도 27

그림 5. 2023년 11월 4일 사례 미군 AWS 및 CPOS AWS의 기온 관측자료의 선형 분포도 28

그림 6. 2023년 11월 27일 사례 미군 AWS 및 CPOS AWS의 기온 관측자료의 선형 분포도 29

그림 7. 2023년 9월 13일 사례 미군 AWS 및 CPOS AWS의 습도 관측자료의 선형 분포도 31

그림 8. 2023년 9월 14일 사례 미군 AWS 및 CPOS AWS의 습도 관측자료의 분포도 33

그림 9. 2023년 11월 4일 사례 미군 AWS 및 CPOS AWS의 습도 관측자료의 선형 분포도 35

그림 10. 2023년 11월 27일 사례 미군 AWS 및 CPOS AWS의 습도 관측자료의 선형 분포도 36

그림 11. 2022년 10월 5일 사례 시딩 전 드론용 AWS 및 CPOS AWS 기온 관측자료의 선형 분포도 39

그림 12. 2022년 10월 23일 사례 시딩 전 드론용 AWS 및 CPOS AWS 기온 관측자료의 선형 분포도 41

그림 13. 2022년 10월 23일 사례 시딩 후 드론용 AWS 및 CPOS AWS 기온 관측자료의 선형 분포도 42

그림 14. 2022년 10월 28일 사례 시딩 전 드론용 AWS 및 CPOS AWS 기온 관측자료의 선형 분포도 44

그림 15. 2022년 10월 28일 사례 시딩 후 드론용 AWS 및 CPOS AWS 기온 관측자료의 선형 분포도 45

그림 16. 2022년 10월 5일 사례 시딩 전 드론용 AWS 및 CPOS AWS 습도 관측자료의 선형 분포도 47

그림 17. 2022년 10월 23일 사례 시딩 전 드론용 AWS 및 CPOS AWS 습도 관측자료의 선형 분포도 48

그림 18. 2022년 10월 23일 사례 시딩 후 드론용 AWS 및 CPOS AWS 습도 관측자료의 선형 분포도 49

그림 19. 2022년 10월 28일 사례 시딩 전 드론용 AWS 및 CPOS AWS 습도 관측자료의 선형 분포도 51

그림 20. 2022년 10월 28일 사례 시딩 후 드론용 AWS 및 CPOS AWS 습도 관측자료의 선형 분포도 52

그림 21. 2023년 9월 13일 사례 시딩 전 드론용 AWS 및 CPOS AWS 기온 관측자료의 선형 분포도 55

그림 22. 2023년 9월 13일 사례 시딩 후 드론용 AWS 및 CPOS AWS 기온 관측자료의 선형 분포도 56

그림 23. 2023년 11월 4일 사례 시딩 전 드론용 AWS 및 CPOS AWS 기온 관측자료의 선형 분포도 58

그림 24. 2023년 11월 4일 사례 시딩 후 드론용 AWS 및 CPOS AWS 기온 관측자료의 선형 분포도 59

그림 25. 2023년 9월 13일 사례 시딩 전 드론용 AWS 및 CPOS AWS 습도 관측자료의 선형 분포도 61

그림 26. 2023년 9월 13일 사례 시딩 후 드론용 AWS 및 CPOS AWS 습도 관측자료의 선형 분포도 62

그림 27. 2023년 11월 4일 사례 시딩 전 드론용 AWS 및 CPOS AWS 습도 관측자료의 선형 분포도 64

그림 28. 2023년 11월 4일 사례 시딩 후 드론용 AWS 및 CPOS AWS 습도 관측자료의 선형 분포도 65

그림 29. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 변경된 2차원 기초 설계도 69

그림 30. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 변경된 2차원 기체 크기 단면도 70

그림 31. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 변경된 2차원 날개 및 동체 단면도 70

그림 32. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 변경된 2차원 프로펠러 단면도 71

그림 33. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 변경된 2차원 랜딩기어 단면도 71

그림 34. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동체 성형 작업을 위한 형상 제작 작업 단면 예시 자료 72

그림 35. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동체 Positive 형상 제작을 위한 리브의 3차원 랜더링 도면 73

그림 36. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동체 Positive 형상 제작을 위한 리브의 배치 간격 설정 도면 74

그림 37. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동체 Positive 형상 제작을 위한 배치 간격별 실제 스케일의 리브 모습 74

그림 38. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동체 Positive 형상 제작을 위한 실제 스케일의 리브 도면 실사 프린팅 후 모습 76

그림 39. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동체 Positive 형상 제작을 위한 1차 스카시 작업을 통한 1차 리브 제작 모습 77

그림 40. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동체 Positive 형상 제작을 위한 리브의 배치 간격 설정 2차 도면 77

그림 41. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동체 Positive 형상 제작을 위한 실제 스케일의 리브 2차 도면 및 2차 실사 프린팅 후 모습 78

그림 42. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동체 Positive 형상 제작을 위한 실제 스케일의 리브들 연결 후 모습 78

그림 43. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동체 Positive 형상 제작을 위한 형상의 주요 구성소재인 스티로폼 제작 과정 79

그림 44. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동체 Positive 형상을 구성할 각각의 스티로폼 제작 완료 모습 80

그림 45. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동체 Positive 형상을 구성할 각각의 스티로폼 연결 후 모습 81

그림 46. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동체 Positive 형상 제작을 위한 여러 번의 스티로폼 제작 및 연결시도 모습 81

그림 47. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동체 Positive 형상 제작을 위한 여러 번의 스티로폼 소재 Positive 형상 곡선화 시도 모습 82

그림 48. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동체 Positive 형상 제작을 위한 스티로폼 소재 Positive 형상의 곡선화 완료 모습 82

그림 49. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동체 Positive 형상 제작을 위한 스티로폼 소재 Positive 형상 표면의 곡선화를 위한 퍼티 작업 과정 83

그림 50. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동체 Positive 형상 제작을 위한 스티로폼 소재 Positive 형상 표면의 곡선화를 위한 퍼티 작업 후 모습 84

그림 51. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동체 Positive 형상 제작을 위한 스티로폼 소재 Positive 형상의 매끈한 표면을 위한 수동 샌딩 작업 모습 85

그림 52. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동체의 Positive 형상 제작을 위한 스티로폼 소재 Positive 형상 표면의 수동 샌딩 작업으로 보다 매끄러워진 형상 표면 모습 85

그림 53. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론 동체의 Negative 형상 제작을 위한 FRP 적층 작업 중 Positive 형상 표면이 녹은 모습 86

그림 54. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론 동체의 Negative 형상 제작을 위한 FRP 작업 전 Positive 형상 표면 1차 코팅 작업 모습 87

그림 55. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론 동체의 Negative 형상 제작을 위한 FRP 작업 전 Positive 형상 표면 1차 코팅 작업 후 샌딩 및 2차 코팅 작업 모습 88

그림 56. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론 동체의 Negative 형상 제작을 위한 FRP 작업 과정 모습 88

그림 57. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론 동체의 Negative 형상 위 겔코트 도포 작업 중 발생한 오류 모습 89

그림 58. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론 동체의 Negative 형상 위 겔코트 도포 작업 중 발생한 오류로 인해 겔코트 제거 후 원상복구 된 Negative 형상 모습 90

그림 59. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론 동체의 Negative 형상을 구성하는 FRP 표면 평면화를 위한 페인팅 및 샌딩 작업 후 모습 91

그림 60. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론 동체의 Negative 형상을 구성하는 FRP 표면 위 최종 보호 도료를 도포한 모습 91

그림 61. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 랜딩기어 수정 도면 93

그림 62. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 랜딩기어 1차 제작 모습 93

그림 63. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 랜딩기어 2차 수정 모습 94

그림 64. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 주 날개, 보조 날개, 꼬리 날개의 Positive 형상 제작을 위한 CNC 가공용 도면 95

그림 65. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론 주 날개의 Positive 형상 수동 가공을 위한 실제 스케일의 도면 95

그림 66. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 주 날개, 보조 날개, 꼬리 날개의 Positive 형상 수동 가공을 위한 실제 스케일의 도면 실사 프린팅 한 모습 96

그림 67. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 주 날개, 보조 날개, 꼬리 날개의 Positive 형상 수동 가공 후 모습 97

그림 68. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 주 날개, 보조 날개, 꼬리 날개의 Positive 형상 표면의 보호를 위한 코팅 모습 97

그림 69. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 동체, 날개, 랜딩기어를 연결한 모습 98

그림 70. DJI 사의 T-60 파워팩의 모습 99

그림 71. TATTU PLUS 1.0 배터리의 모습 100

그림 72. Pixhawk 4 Standard set의 구성품 모습 100

그림 73. QGroundControl 프로그램 화면 101

그림 74. 수직이착륙형 실험 드론의 동체, 날개, 랜딩기어 및 동력부품들의 1차 조립 모습 102

그림 75. 수직이착륙형 실험 드론의 동체, 날개, 랜딩기어 및 동력부품들의 2차 조립 모습 102

그림 76. Pixhawk 4의 센서 방향 설정 모습 103

그림 77. Pixhawk 4 설치 방향 104

그림 78. Pixhawk 4의 지자기 센서 교정 초기 화면 105

그림 79. Pixhawk 4의 지자기 센서 교정 화면 105

그림 80. Pixhawk 4의 지자기 센서 교정 완료 화면 106

그림 81. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 랜딩기어 도면 중 연소탄 거치대 도면 107

그림 82. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 랜딩스키드에 연소탄 거치대 장착 모습 108

그림 83. 기상조절용 수직이착륙형 실험 드론의 연소탄 거치대에 염화칼슘 연소탄 장착 모습 108

그림 84. 원격시딩시스템 격발신호의 전달 흐름도 109

그림 85. 원격시딩시스템의 통신 회로 110

그림 86. 원격시딩시스템의 테스트를 위한 테스트용 연소탄 장착 및 송신기 모습(오른쪽 아래) 111

그림 87. 비행장치 신고 절차 112

그림 88. 연소탄 원격시딩시스템의 1차 성능테스트 모습 113

그림 89. 변속기 교정을 위한 Pixhawk 4 FC, PMB 및 변속기의 연결 모습 114

그림 90. 변속기 교정 시작 화면 115

그림 91. 변속기 교정 중간 화면 115

그림 92. 변속기 교정 완료 화면 116

그림 93. 수직이착륙형 실험 드론의 1차 동력부 작동 테스트 모습 117

그림 94. 연소탄 원격시딩시스템용 전원배터리 117

그림 95. 수직이착륙형 실험 드론의 2차 동력부 작동 테스트 모습 118

그림 96. 수직이착륙형 실험 드론의 2차 동력부 작동 및 연소탄 격발 동시 테스트 모습 119

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무인기 기반의 인공강우 자동시딩 실험 및 활용기술 개발 = Develpment of cloud seeding auto-seeding experiments and utilized technology based on unmanned air vehicle. 2 이용현황 표 - 등록번호, 청구기호, 권별정보, 자료실, 이용여부로 구성 되어있습니다.
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