밀집쌍성계의 나선형 공전운동으로부터 방출된 중력파에 대한 통계적 데이터 분석

김정초 인제대학교 일반대학원 2015 국내석사

중력파는 질량을 가진 물질이 가속할 때 발생하는 시공간의 일렁임이 파동으로 전파되는 것을 말한다. 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 통하여 중력파의 존재는 예측되었지만 오늘날 까지 직접적인 중력파의 관측은 이루어지지 않았다. 중력파의 직접 검출을 위해 미국의 LIGO(Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory)와 프랑스-이탈리아의 Virgo가 건설되어 가동되고 있고, 일본의 KAGRA(Kamioka Gravitational Wave Detector)가 건설 중에 있다. 이들은 모두 장거리 레이저 간섭계를 기반으로 하고 있으며, 수 십 헤르츠(Hz)에서 수 백 헤르츠 대역의 진동수를 갖는 중력파 검출에 최적화 되도록 설계되었다. 300Hz 부근에서 가장 민감하여 주로 중성자별이나 태양정도의 질량을 가지는 블랙홀에 의한 중력파를 측정하는데 적합하기 때문에 밀집쌍성계의 충돌(Compact Binaries Coalescence :CBC)에서 발생하는 중력파의 관측에 중점을 두고 있다. 밀집쌍성계는 별의 공전에 의한 병합 과정에 따라 크게 나선회전(inspiral)-병합(merge)-안정(ringdown)의 과정으로 구분된다. 쌍성계의 나선형공전운동으로부터 발생하는 중력파형은 이론적으로 포스트-뉴토니언(post-Newtonian, pN) 방법으로 비교적 자세하게 기술될 수 있으며 이를 통해 정확한 파형공식을 유도할 수 있다. 검출된 중력파형에 포스트-뉴토니언(pN) 모델을 적용하여, 통계적으로 쌍성계의 성질을 특정 지을 수 있는 물리량을 측정한다. 이 논문에서는 PN 방법을 기반으로 중력파형 모델인 TaylorF2를 이용하여 중성자별-블랙홀(NS-BH)과 블랙홀-블랙홀(BH-BH) 쌍성계로부터 방출된 중력파를 컴퓨터로 시뮬레이션하여, 베이지언(Bayesian) 추론을 적용한 중력파 데이터 분석을 수행하였다. 특히 PN항에 의한 중력파형의 진폭변화가 물리적 매개변수의 모수추정에 미치는 효과를 분석하였다. 본 논문에서는 진폭의 효과를 2.5PN까지 고려하였으며, 가상의 중력파를 사용하여 그 효과를 분석하였다. 연구에서 사용한 소프트웨어는 기존의 라이고 과학협력단(LIGO Scientific Collaboration) 이 작성한 중력파 데이터 분석용 소프트웨어인 LAL(LIGO Algorithmic Library)을 근간으로 하여 본 연구에 맞게 수정하였으며, 한국과학기술정보연구원(Korea Institute of Science and Technology Information, KISTI)의 슈퍼컴퓨터를 사용하였다. 진폭에 PN효과를 고려하여 모수추정을 하는 경우에 밀집쌍성계의 질량의 비가 1보다 큰 경우에는 중력파의 궤도 위상과 편광각을 PN효과를 고려하지 않은 것에 비해 명확하게 결정할 수 있으며, 중력파원의 천구상의 위치와 거리의 결정에는 큰 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 따라서 본 논문에서 사용한 모수추정 방법으로 중력파원의 물리적 매개변수를 결정하는 경우에 목표로 하는 물리적 매개변수에 따라 올바른 중력파형 모델을 선택하는 것이 효과적이라는 것을 확인 하였다.

장기간 고중력에의 노출이 마우스의 전정기관에 미치는 영향

김미주 가천대학교 대학원 2019 국내박사

연구배경: 본 연구는 2주동안 4G 고중력에 노출된 마우스의 신체와 행동, 그리고 전정기관이 어떤 기능적 변화를 보이는 지 알아보았다. 그 중에서도 중력을 감지하는 기관인 이석기관이 고중력이 오랫동안 노출될 경우 이석기관의 기능, 그리고 형태에도 변화가 발생할 것이라는 가설을 검증하고자 했다. 연구대상 및 방법: 12주~16주령 ICR 마우스 23 마리 중 실험군 13마리, 대조군 20마리를 배정했고 사육 환경을 동일하게 하였다. 실험군은 2주 동안 (하루 중 22시간 동안 4G 고중력에 노출, 2시간 동안 1G) 4G 고중력에 노출 시켰고 실험 전과 실험 후 몸무게를 비교하고 동물회전검사로 전정안반사를, 조직학적 검사를 통해 장기간 고중력에 노출 이후의 이석기관의 형태학적 변화를 관찰했다. 동물 회전 자극기를 이용한 중력축회전검사를 이용하여 반고리관 기능을, 탈수직축 회전검사를 시행하여 이석기관의 기능을 확인했고 회전 자극을 준 후 그 이득과 시간상수를 측정해서 대조군과 비교 분석하였다. 연구결과: 2주 동안 4G 고중력에 노출된 ICR 마우스 13마리는 대조군에 비해 몸무게가 실험 전후로 15.9% 유의하게 감소하였다동물회전검사에서 중력축 회전 검사에서 정현파 회전 자극 중 수직성분의 이득이 대조군에 비해 유의하게 증가됨을 확인할 수 있었고(p<0.05) 등속 회전 자극에서 시간 양군 모두 큰 차이가 없었고(p>0.05) 탈수직축 회전 검사에서 시계 방향, 반시계 방향 모두에서 등속 회전 자극 시에 실험군에서 유의한 시간 상수의 감소를 확인했다(p<0.05). 고중력에 노출된 실험군 마우스의 구형낭과 난형낭이 크기에 따라 재배열 된 형태학적 변화를 주사전자현미경에서 확인할 수 있었다. 결론: 2주동안의 장기간 4G 고중력에 노출된 마우스의 이석기관의 기능이 선택적으로 감소되었으며 반고리관은 영향을 받지 않았다. 또한 고중력에 의해 이석기관의 이석들이 재배열된 형태학적인 변화 또한 확인할 수 있었다.

중력과 GPS 자료에 의한 한반도 남부 및 인근 해역의 정밀 지오이드 연구

원지훈 부산대학교 2004 국내박사

The data, methodology, and the resulting accurate gravimetric geoid model in the Korean Peninsula (latitude 32˚ to 40˚ and longitude 124˚ to 131˚) are presented in this study. The types of used data were a high degree geopotential model (the EGM96 spherical harmonic coefficient set), a set of 12,615 land gravity observations, 1,056,075 shipborne gravity observations, and KMS2002 gravity anomalies from satellite altimetry. The remove and restore technique was successfully applied to combining the above mentioned data sets using up to degree and order 112 of the EGM96 coefficient. The residual geoid was calculated with residual free-air anomaly values using the spherical Stokes' formula with a 37-km integration cap radius. The geoid model was referred to WGS84 geodetic system and was tested using a set of GPS/levelling geoid undulations. The absolute and relative accuracies are 0.132 m and 1.02 ppm, respectively, and some improvement compared to the PNU95 geoid model was found. Although neither serious theories nor new techniques have been developed in this study, the combination of a better geopotential model, expanded land gravity data, added shipborne gravity data, and gravity anomalies from improved altimetry has improved the new geoid model by parts. In addition to data expansion, careful data processing procedures with high resolution topography data have improved the new geoid model by parts.

미소중력 환경 모사장치 개발 및 미소중력 환경이 인간세포에 미치는 영향력에 대한 실험적 연구

김희락 한국산업기술대학교 일반대학원 2021 국내석사

생명공학 및 생화학과 같은 바이오 연구 분야에서 세포배양 실험은 대체로 화학적 자극을 통한 연구 분석이 대부분이었지만, 최근 들어 새로운 자극 파라미터로 기계적 자극이 급부상하고 있다. 대표적 기계적 자극은 압축, 인장, 전단, 진동 등이 있으며, 이번 연구에서는 아직까지 연구가 활발하게 진행되지 않은 미소중력이라는 새로운 기계적 자극 파라미터를 세포배양 연구에 접목하였다. 현재 인류는 지구를 벗어나 새로운 우주환경으로 발돋움 하기위해 지속적으로 도전하고 있다. 하지만 인류는 중력이 작용하고 있는 지구환경에 살아가기 알맞게 진화되었기에 중력이 작용하지 않은 우주의 무중력 환경에 대해서 어떠한 영향을 받을지 알 수 없는 실정이다. 실제로 우주정거장에서 임무를 완수하고 귀환한 사람들을 대상으로 건강검진을 진행한 결과 우주 골다공증 및 면역체계의 증폭 등 여러 특이사항이 보고되고 있다. 따라서 우주시대를 대비하여, 미소중력이 인간에게 미칠 영향력을 파악하는 연구의 필요성이 대두되고 있다. 이러한 미소중력 환경은 Random positioning machine(RPM)을 통하여 지상에서 모사할 수가 있다. 기본적인 원리는 지구 중심을 향하고 있는 중력벡터를 2개의 축으로 3차원적으로 회전시켜 줌으로써, 여러 방향으로 중력을 분산시켜 미소중력 환경을 모사하게 된다. 중력벡터의 자취는 2개 축의 회전 각속도에 따라 다르게 형성되기 때문에, 기존의 연구에서는 Random working을 통하여 중력벡터가 3차원 구의 모든 영역을 전부 지나가도록 설정하였다. 하지만 이 경우 2개의 극점에 중력벡터가 상대적으로 집중되는 현상으로 인해, 미소중력 환경이라 가정하기는 불완전한 요소가 있다. 따라서, 이번 연구에서는 중력벡터의 단위면적당 체류하는 시간을 계산하여 극점에서는 중력벡터 자취 체류시간이 짧게 하고 적도부근에서는 상대적으로 길게 설정하여 기존의 극점에 집중되는 불완전성을 보완하였다. 본 연구는 직접 설계 제작한 Random positioning machine을 통하여 개선된 미소중력 환경을 모사하였으며, 미소중력이라는 새로운 자극 파라미터가 인간세포에 미치는 영향력에 대해서 분석하였다. 이러한 연구는 추후 우주시대로 발돋움하기 위한 가장 기초적인 인간세포 분석의 첫걸음으로 자리매김할 수 있을 것이라 기대한다. In bio-research fields such as bioengineering and biochemistry, most of the cell culture experiments and analysis were generally conducted through chemical stimulation. However, in recent years, mechanical stimulations have emerged rapidly as new stimulation parameters. Typical mechanical stimulations include compression, tension, shear, and vibration. In this study, a new mechanical stimulation parameter called microgravity, which has not been actively studied, has been applied to cell culture experiments. Today, humanity continues to challenge itself to move away from the Earth and into a new space environment. However, it is unclear how microgravity environments in the universe will affect humans because they have evolved to be suitable for living on Earth where gravity exists. In fact, medical checkups were conducted on those who returned from their mission at the space station, and many unusual things have been reported, including osteoporosis and amplification of the immune system. Therefore, research is needed to investigate the effects of microgravity on humans in preparation for the space age. The microgravity environment can be simulated on the ground through a random positioning machine (RPM). The basic principle is to simulate a microgravity environment by dispersing the gravity vector in several directions through rotation of two axes. The trace of the gravity vector is formed differently depending on the rotational angular velocity of the two axes. Therefore, in the previous study, the gravity vector was set to pass all areas of the 3D sphere through random working. In this case, however, it is incomplete to assume microgravity because the gravitational vector is relatively concentrated at the two extremes. So, in this study, a new angular velocity parameter was applied to avoid this limitation. This study simulates the improved microgravity environment through a random positioning machine designed and manufactured by ourselves and analyzes the influence of a new stimulation parameter called microgravity on human cells. In addition, this research is expected to be the first step in analyzing the most basic human cells in preparation for the future space age.

항공중력기반 정밀지오이드 결정

이지선 서울시립대학교 2009 국내석사

기존의 우리나라 지오이드 모델은 지역적으로 편향된 분포를 나타내는 지상중력자료를 기반으로 하여 구축되었기 때문에 산악지역의 경우 자료의 부족으로 인한 알리아싱 효과가 내포되어 있었다. 자료의 분포에 기인한 이러한 영향은 기존의 지오이드 모델의 정밀도가 약 13~25cm 내외에 머무르며 더 이상의 정밀도를 향상할 수 없는 가장 큰 원인이었다. 또한 삼면이 바다로 둘러싸인 우리나라에서는 지상중력자료와 해양중력자료 사이에 공백이 존재하므로 해상과 지상을 아우르는 지오이드를 구축하기 위해서는 자료를 일관성 있게 연결해야 하는 문제점이 존재하였다. 이러한 지상중력자료의 편향성 문제와 지상과 해상의 불연속성 문제를 해결하기 위하여 우리나라에서는 처음으로 항공중력측정을 도입하게 되었다. 본 연구에서는 획득한 항공중력자료를 처리하고 이를 기반으로 하는 정밀 지오이드를 구축하였다. 항공중력측정은 비행제한 구역을 제외한 우리나라 전역에 걸쳐 남북 방향 35개, 동서방향 11개 그리고 강원산간지역의 5개 노선으로 구성된 총 51개의 노선에 대하여 수행되었다. 남북방향 노선의 동서 간의 간격은 10km, 그리고 동서방향 노선의 남북간 간격은 50km이며 평균 비행속도는 시속 약 250km, 평균 고도는 약 3,000m이다. 노선별로 획득된 항공중력자료의 비행 상태와 자료의 품질검증을 위해 일별처리를 수행하였고 이를 기반으로 11개 노선을 선정 ․ 재측정을 수행하여 전반적으로 양호한 품질의 자료를 획득하였다. 이후 품질검증 된 자료에 대하여 GPS 상시관측소와 정밀 궤도력 등을 적용한 후처리를 수행하여 항공중력 프리에어이상값을 계산하였다. 도출된 항공중력 프리에어이상값의 정밀도는 총 334점의 교차점에 대하여 교차오차 ±2.21mGal, 노선별 정밀도 ±1.56mGal를 갖는 것으로 나타났다. 항공중력 프리에어이상값의 정밀도를 검증하기 위하여 지상중력자료와 비교한 결과 두 자료의 차이는 평균 -0.02mGal, 표준편차 ±3.01mGal로 계산되었다. 이와 같은 차이는 지상중력자료가 불균질한 분포에 기인한 것으로 특히 자료가 분포하지 않는 지역에서 그 차이가 크게 나타나므로 상대적으로 일관된 정밀도를 보유한 항공중력자료를 신뢰할 수 있다고 판단된다. 정밀지오이드의 산정에는 항공중력 프리에어이상값을 기반으로 EGM08 전지구중력장 모델, SRTM 지형자료 및 DNSC08 위성고도계 자료를 이용하였으며 제거 및 복원 기법을 적용하였다. 구축된 항공중력기반의 중력 지오이드 모델은 GPS/Leveling 자료와 평균 -15.62cm, 표준편차 ±14.77cm의 차이를 나타내었다. 우리나라 수직기준체계와 부합하도록 GPS/Leveling 자료와 융합하여 도출된 합성 지오이드 모델은 약 ±4.45cm의 적합도를 보였다. 또한 항공중력기반의 지오이드 모델은 그 정밀도를 검증하기 위하여 지상중력자료를 기반으로 한 지오이드 모델과 비교되었는데 그 결과 두 지오이드 모델의 차이는 지역적인 특성을 나타내었다. 이는 우리나라 수준망 성과의 비일관성 등에 대한 문제점에 기인한 것으로 향후 우리나라 수준망 성과에 대한 검증이 필요할 것으로 판단된다.

선상중력자료 처리를 통한 동해 지역의 중력이상

송기훈 부산대학교 대학원 2002 국내석사

In this study, the series of data processing method were developed to calculate gravity anomaly from the observed marine gravity data and altimetry satellite data by RV 'Haeyang2000' of NORI(National Oceanic Research Institute) around the area of the East Sea in 1996 and 1997. 1) In 1996 and 1997, the shipbord gravity data at 591,000 points by NORI will be very useful for researches on geodesy and geophysics in and around Korea peninsula. 2) In 1996 data, RMS of crossover errors after the time lag correction were reduced to 5.5806 mGal and optimum lag time was 260 seconds and in 1997 data, the RMS of crossover errors after the time lag correction were reduced to 4.7992 mGal and optimum lag time was 320 seconds. 3) In 1996 data, the RMS of crossover errors were significantly reduced to 3.8938 mGal after kalman filtering of GPS navigation data and in 1997 data, the RMS of crossover errors were significantly reduced to 4.1759 mGal after Kalman filtering of GPS navigation data. 4) In 1996 data, the errors of 830 crossovers were slightly reduced to 3.5854 mGal after Savgol filtering and in 1997 data, the errors of 2066 crossovers were slightly reduced to 3.9770 mGal after Savgol filtering. 5) In 1996 data, the standard deviation of residuals of 830 crossover points was 1.8856 mGal, a relatively good results, after crossover correction and in 1997 data, the standard deviation of residuals of 2066 crossover points was 1.1846 mGal, a relatively good results, after crossover correction. 6) Free-air anomaliws in this study area ranged from -42.46 mGal to 161.13 mGal, and the mean was 14.450 mGal and the RMS of the anomalies was 27.437 mGal. These results show the typical oceanic anomalies. 7) The differences of free-air anomalies of shipboard data from those of altimetry satellite data were ranged from -25.94 mGal to 85.33 mGal and the mean of differences was 3.517 mGal, the RMS was 6.774 mGal. 8) Bouguer anomalies ranged from -15.09 mGol to 218.67 mGal and the mean was 82.681 mGal, the RMS was 95.998 mGal. These results appears in typical oceanic area.

한반도 일원의 상층 중력장에 대한 연구

정애영 부산대학교 2013 국내박사

중력모형을 이용한 축제 수요예측 모형개발에 관한 연구

진이환 동국대학교 대학원 2008 국내박사

Tourism is a phenomenon of spatial interaction, happening on the premise of movement. Estimation on the demand for a festival is indispensable to achieve effective planning and operation of festivals. Despite such fundamental needs, there are no measures of counting visitors nor scientific ways to forecast the demand. Therefore, the study focused on developing a demand forecasting model for festivals using gravity model and intervening opportunity model. The time frame of this research is 2006 when the survey for the study was conducted. The spatial sphere of the study is Korea. The research is about developing a demand forecasting model for festivals by utilizing a destination-specific model, one of the most representative models at the aggregate level among spatial interaction models. To achieve the purpose of this research, both documentary and empirical study were conducted. For empirical study, related books, papers, various publications, statistical data and others were utilized to explore the theory of gravity model. And factors influencing a demand forecasting model for festivals were systemized. Based on such theoretical exploration and systemization, the demand forecasting model is to be developed through empirical analysis. Andong mask dance festival, one of the best festivals chosen by the Ministry of Culture and Tourism, was selected for an empirical analysis of this study. Visitors to the mask dance event were surveyed. Self-administered questionnaire survey method was applied in collecting data. Statistical data for empirical analysis was examined through Statistical Analysis System (SAS) 9.12 statistical package program. Data analysis was conducted through descriptive statistics, multivariate statistical analysis and multiple regression analysis. As a result of analysis, the study found that, first, population and physical distance factor are valid variables to applicability of gravity model and estimation of festival demand by employing basic variables of the number of visitors as a dependant variable, and population and physical distance factor as independent variables. Second, to investigate intervening opportunity model, passion regression analysis was tried based on population, the number of cars, GRDP, and physical distance as basic variables by using fundamental factors of the gravity model which had been proven previously. Distance was found to have negative effects on the demand forecasting model for festivals and population, the number of cars and GRDP were turned out to have positive effects. Cultural index and leisure time activity index were put in the equation to learn about intervening opportunities, and both also had positive effects. Third, the research employed gravity model and intervening opportunity model to develop a demand forecasting model for festivals. How much the origin of a visitor holds cultural properties was used as a dummy variable to investigate the happening of intervening opportunities. It was examined that the more the origin of a visitor has cultural assets, the more negative effects it has on the demand for festivals. The implications of this study is that, first, it made use of gravity model, not time series analysis, to forecast the demand for a festival and examined the applicability of the model to demand estimation. In predicting the demand for a new festival, many reports and researches rely on visitor contribution, or intention to visit the festival of other similar events to estimate the demand for their own. This study poses a more scientific model applicable. Second, other than population, cultural index of the origin of visitors and leisure time activity index were also proved to be important factors which positively influence the demand in this study. In addition to physical distance factor, how much the origin of visitors holds cultural assets was newly-found variable having negative effects on the demand. The study has its limits of considering one festival while many events are taking place in April and May in the first half of the year, and October in the second half. Therefore, the gravity model was made to be destination-specific. And intervening opportunities on the route from the origin to the festival site was not considered. For more accurate forecasting for the demand for festivals, next researches should look into the necessity of developing a model in consideration of the concept of a festival and marketing costs and compare the degree of negativity of intervening opportunities and physical distance factor to provide diverse implications. 관광은 공간상호작용의 하나의 현상으로 이동을 전제로 한다. 보다 효율적인 축제의 기획과 운영을 위하여 축제수요 예측은 반드시 필요한 것이다. 이러한 근본적인 이유가 존재함에도 불구하고 축제방문자에 대한 집계방법과 과학적인 방법에 의한 수요예측이 이루어 지지 않고 있다. 이러한 이유로 본 연구에서는 중력모형과 개재기회모형을 이용하여 축제 수요예측 모형을 개발하고자 하였다. 본 연구의 시간적 범위는 설문조사를 실시한 2006년도를 기준연도로 설정하였으며, 공간적 범위로는 전국을 대상으로 하였다. 연구의 내용적 범위를 공간상호작용모형 중 대집단 수준에서의 대표적 모형인 목적지 특화형 중력모형을 이용하여 축제방문자의 수요예측 모형을 도출하고자 하였다. 본 연구의 목적을 달성하기 위하여 문헌적 연구방법(documentary study)과 실증적 연구방법(empirical study)을 병행하였다. 문헌연구를 위해서는 관련 서적, 논문, 기타, 각종 간행물 및 통계자료를 활용하여 중력모형에 대한 이론을 고찰하고, 축제수요예측모형에 대한 영향요인들을 체계화하였다. 이러한 이론적 고찰과 체계화를 바탕으로 경험적 분석을 통해 축제수요예측 모형을 개발한다. 실증조사 분석을 위한 조사대상은 문화관광부 최우수축제로 선정된 안동탈춤 페스티벌을 선정하였으며, 본 축제방문객을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 자기기입식 설문조사방법(self-administered questionnaire survey method)에 의하여, 자료를 수집하였다. 실증분석을 위한 통계처리는 SAS(Statistical Analysis System) 9.12 통계패키지 프로그램을 활용하여 분석하며, 자료분석은 기술적 통계분석(descriptive statistics)과 다변량 통계분석(multivariate statistical analysis) 증 다중 회귀모형을 이용하여 분석한다. 분석결과, 첫째, 종속변수로는 방문자수, 독립변수로는 인구수와 물리적 거리인자를 기본변수로 이용하여 중력모형의 적용가능성과 축제수요예측에 인구수와 물리적 거리인자가 유의미한 변수임을 도출하였다. 둘째, 개재기회모형을 분석하기 위하여 위에서 검증된 중력모형의 기본인자를 이용하여 인구수, 자동차수, GRDP, 물리적 거리를 기본변수로 하여 포아송 회귀분석을 시도하였다. 거리변수는 음의 방향으로 영향을 미치는 것으로 분석되었으며, 인구수, 자동차수, GRDP는 정의 방향으로 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 또한 개재기회를 알아보기 위하여 문화지수와 여가활동지수 인자를 투입하였는데, 역시 정의 방향으로 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 셋째, 중력모형과 개재기회모형을 이용하여 축제수요예측 모형을 개발하고자 하였다. 거주지의 문화재보유 정도를 더미변수로 활용하여 개재기회 발생여부를 분석하였다. 거주지의 문화재보유 정도가 높을 수록 축제수요에 부의 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 본연구의 시사점으로는 첫째, 축제방문자의 수요예측을 위하여 시계열자료에 의한 분석이 아닌 중력모형을 이용하여 그 적용가능성을 분석하였다는 점이다. 새로운 축제의 수요를 예측하는 경우, 현재 많은 보고서나 연구들은 유사축제의 축제방문자 기여율이나 방문의사율을 적용하여 수요를 예측하고 있는데, 보다 과학적인 모형의 적용가능성을 제시한 점을 들 수 있다. 둘째, 인구 등의 유발인자 외에 거주지의 문화지수와 여가활동지수도 유발인자로서 중요한 영향인자라는 점과 물리적 거리 인자이외에 거주지의 문화재 보유정도도 수요억제 인자라는 새로운 변수를 도출하였다는 사실을 들 수 있다. 본연구의 한계점으로는 축제는 상반기에는 4월과 5월, 하반기에는 10월에 집중적으로 개최되고 있는데, 이러한 축제의 개최시기를 고려하지 않고 하나의 축제만을 선정하여 목적지 특화형 중력모형을 이용하였다는 점과, 거주지와 축제개최지간의 이동경로상의 개재기회를 고려하지 못한 점을 연구의 한계점으로 들 수 있댜. 보다 정확한 축제방문수요를 위해서는 축제의 컨셉과 마케팅관련 비용 등을 고려한 모형개발의 필요성과 개재기회인자와 물리적 거리인자와의 마찰력 정도를 비교하여 다양한 시시점을 제공할 수 있는 연구를 향후 연구과제로 제시하고자 한다.

海上重力資料를 利用한 정밀지오이드 算定에 관한 硏究

김진섭 韓京大學校 産業大學院 2002 국내석사

해상중력자료는 국내의 경우 그 동안 해상중력 관측 시스템 및 조사선박의 부재로 주로 외국의 기술과 관측자료에 의존해왔으나 최근에는 국립해양조사원, 한국해양연구원 등 국내 전문조사 기판이 신조사선 확보 및 해상중력계를 도입, 운영하면서 해상 중력측정에 대한 전기를 맞이하게 되었다. 또한 육상 및 해상에서의 중력관측, GPS 및 해면고도계 인공위성 등에 의한 관측자료를 함께 이용함으로써 지역적인 지오이드 및 중력이상의 연구에 있어서도 급속한 발전이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 정밀지오이드 산정하기 위하여 국립해양조사원이 1999년 "해양2000호"로 측정한 서해 중부해역의 해상중력 자료, 미국 상무성 산하 기관인 NOAA 및 미국 켈리포니아 대학의 Sandwell 박사가 중심이 되어 계산한 해면고도계 중력자료, 미국 GSFC/DMA에서 제공하는 EGM96 중력 모텔, 부산대학교 최광선 교수의 중력과GPS자료의 해석에 의한 한반도 남부의 정밀지오이드(PNU95) 등의 자료를 이용하였다. 해상중력이상에서 EGM96 중력이상을 제한 중력이상을 이용하여 Stokes의 적분 방정식에 의해 상대 지오이드를 계산하고, EGM96의 광역 지오이드와 합성하여 정밀지오이드를 계산하였다. 그 결과 연구지역의 정밀지오이드는 평균 18.339m이고 최저 13.564m에서 최고 22.785m 사이에서 변화한다. 그리고 해면고도계 중력이상과 해상 중력 이상을 비교하면 5mGals 정도의 고도이상의 차이가 전역에 고르게 분포하고 있음을 알 수 있고 평균적으로 -0.56 mGals로 최소 -15.63 mGals에서 최대 23.03 mGalss 사이에 분포하며, RMSE는 4.195 mGals로 본 연구결과 해상도가 높은 해상 중력이상의 정밀도가 높음을 알 수 있다. 한편 PNU95 지오이드와의 RMSE는 0.283m로 최소 -0.326m에서 최대 0.593m 사이에 분포하고 있다. 이는 본 연구에서 최선의 자료인 EGM96 중력모델과 해상중력 자료를 이용함에 의한 차이로 사료되며 이러한 이유로 본 연구의 결과가 더욱 타당할 것으로 추정된다. 또한 본 연구지역 일원에서 GPS관측에 의한 GPS/Levelling 지오이드를 측정하면 본 연구 결과를 더욱 개선할 수 있을 것이다 World-wide gravity data has been gradually collected by mainly advanced countries through gravity observation in land. The number of gravity observation is also being increased in the ocean. An altimetry satellite is newly used to obtain the gravity data in the ocean. In the end of 1980s, various investigations relating to the earth observation have been conducted by geodetic survey technique using satellite system, such as GPS. Observations of sea altitude have been conducted by the measurement of the traveling time of radar pulse from a satellite-mounted radar altimeter to sea level. A sea level altimeter satellite provides recently observed values. In Korea, ocean gravity data had been acquired by foreign countries' equipments and techniques for continent oil exploration due to shortage of research vessels and system Furthermore, there was little observation data which could be used for scientific investigation, except the data from neighboring countries such as Japan and Russia. However, a new era of ocean gravity observation has been started by launching new vessel with a gravity meter in the National Oceanographic Research Institute (NORI) and the Korea Ocean Research and Development Institute. As a result of the observation, NORI obtained lots of data by gravity observation in the east and west coasts of Korea during 1996-2000 Such gravity data has been used for the process of gravity data calculation and the process of sea level altimeter satellite data to raise its accuracy (Small and Sandwell, 1992). Gravity observation in the surface of earth including the ocean is very important to determine a geoid and analysis of structure of inner part of earth. Since gravity abnormal, which is information of the change of layer or rock floor, is especially caused by the variation of the earth crust density, this abnormal is usefully used for the analysis of potential sea-bed resource areas, and the understanding of sea volcano, trench, and etc. It is hoped that this study will be a basic data applied to ocean gravity study that introduces a direction of data usage and the comparison between ocean gravity data and sea level altimeter data covering the middle part of west coast of Korea.

GRACE 위성중력장모델의 평가 및 지구중력장 변화 탐지

황학 성균관대학교 일반대학원 2010 국내박사

지구중력장은 지구물질의 공간분포&#8228;운동&#8228;변화를 나타내는 지구 고유의 특성이다. GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment) 위성중력 데이터는 고정밀도의 위성중력장모델 개발에 이용되며, 제공되는 월별 중력장모델을 이용하여 약 400㎞의 공간 해상도에서 2∼3㎜에 달하는 중력장의 시계열 변화에 대한 분석이 가능하다. 새로운 지구중력장모델에 대한 평가는 모델의 정밀도를 파악하기 위한 필수과정으로서 지역적인 지오이드 모델링에 적합한 중력장모델을 선택하거나 국가 수직기준의 정확도를 판단하기 위해 필요하다. 또한, GRACE 위성에서 측정되는 월별 중력장은 기존의 관측데이터와 모델을 합성하여 지구의 동력학적 운동을 파악하고, 지구 시스템 내부에서의 물질순환과 질량 재분배를 탐지하는데에 활용할 수 있다. 본 연구에서는 지구중력장과 위성중력측정 방법을 고찰하고, 현재 운행 중인 GRACE위성의 원리 및 자료처리 방법을 소개하였으며, GRACE 위성중력 데이터를 이용한 정적 위성중력장의 평가&#8228;분석과 지구중력장의 변화탐지를 수행하였다. GRACE의 위성데이터를 이용하여 개발된 위성중력장모델인 GGM03S와 EIGEN-5S의 정밀도를 평가하기 위하여 기존 중력장모델(EGM2008, KGEOID08)과의 비교·분석을 실시하였고, GPS/Levelling 데이터를 사용한 외부 정확도 분석을 수행하였다. 비교&#8228;분석 결과 EIGEN-5S모델이 GGM03S모델에 비하여 전반적으로 정밀도가 높은 것으로 나타났다. GRACE 위성중력 데이터와 SLR(Satellite Laser Ranging) 관측데이터를 이용하여 지구 편평률의 변화를 분석한 결과, SLR 의 표준편차가 GRACE의 결과에 비해 2배 이상의 높은 정밀도를 나타내었으며, SLR 는 년변화가 뚜렷하게 나타난 반면 GRACE의 는 반년 주기가 더욱 뚜렷하게 나타났다. 이러한 결과는 위성궤도의 고도차로 인하여 GRACE가 SLR보다 지구 중력장의 저차항 변화에 민감하게 변화하기 때문인 것으로 판단된다. 따라서 GRACE 월별 중력장모델을 사용하기 위해서는 항의 오차를 고려할 필요가 있다. GRACE위성의 월별 중력장모델을 이용하여 양자강유역&#8228;오대호&#8228;카스피해 지역의 계절별&#8228;년별 육지저수량 변화를 분석한 결과, 육지저수량의 변화를 충분히 탐지할 수 있음을 확인할 수 있었으며, 시계열 변화 패턴이 수문학적 통계자료나 위성관측성과와 잘 일치하였다. 삼협댐의 저수과정에 따른 육지저수량의 변화는 검출할 수 없었는데, 이는 GRACE위성의 공간해상도 제약과 삼협댐 상류 수위의 인위적인 조절에 따른 것으로 판단된다. GRACE위성의 월별 중력장모델을 이용한 해저압력의 패턴 분석결과는 계절별&#8228;년별 변화를 탐지할 수 있었으나 하천유역에 비하여 그 변화의 진폭이 작았다. 한반도 주변 해역의 해저압력은 뚜렷한 계절성을 가지며 모두 상승하였고, 태평양 해역에서의 해저압력 패턴은 ECCO(Estimating the Circulation and Climate of the Ocean)모델에 비해 비교적 높은 상관성을 보였으며, 북태평양 해역에서는 해수면이 지속적으로 상승하는 추세를 보였다. 종합적으로 본 논문은 위성중력 관측기술의 발전과정을 상세하게 설명하고, GRACE 위성중력 데이터의 구조&#8228;처리&#8228;중력장변화의 계산방법을 체계적으로 기술하여 이론적 기초자료를 제공하였으며, GRACE 위성중력 데이터를 정적&#8228;동적인 관점에서 정밀도와 중력장변화 탐지 능력을 자세히 분석하여 제시함으로써 향후 GRACE 위성중력 데이터의 활용과 연구를 위한 기반이 될 것이다.