정지궤도 해양위성(GOCI) 복사보정 알고리즘 연구

Abstract

2009년 발사를 목표로 개발 중인 통신해양기상위성(COMS, Communication, Ocean and Meterological Satellite)의 주요 탑재체 가운데 하나인 정지궤도 해양위성(이하 GOCI, Geostationary Ocean Color Imager)은 저궤도에 위치한 기존의 다른 해양위성과 달리 세계 최초로 정지궤도에서 해양 관측을 수행할 예정이다. 위성에서 관측된 원시데이터는 일반적인 물리량이 아닌 Digital Number(DN)로 표현된다. 이 DN 가운데 일부는 해양관측으로부터 획득된 데이터가 아닌 내부 전자회로의 특성에 의해 발생하는 배경잡음으로서, 이를 보정하기 위해 GOCI는 매 슬롯영상 촬영 전후에 셔터를 닫아 외부 광원이 차단된 상태에서 암흑전류(Dark Current)를 측정하여 교정한다. GOCI의 관측 데이터를 연구에 활용하기 위해서는 DN을 물리량(Radiance)로 변환하기 위한 복사 모델이 필요하다. 지상/궤도 시험기간 중 각종 테스트를 통해 결정될 GOCI 복사모델은 위성의 전기적/광학적 특성을 그대로 반영하는데, 위성 운용기간 중 우주 방사선 등 극심한 우주환경으로 인해 GOCI의 광전자적 특성이 변화하므로, 지속적인 복사 모델 계수의 보정이 필요하게 된다. 궤도상에서의 복사 보정은 태양을 기준광원으로 하여, Solar Diffuser를 이용하는 Solar Calibration을 기본 복사 보정 방안으로 하고 있다. 그리고 위성 운용기간 중 우주복사선 등 우주환경의 영향으로부터 Solar Diffuser 특성 저하를 확인하고, 이에 따른 보정 오차를 상쇄하기 위한 2nd Diffuser(DAMD, Diffuser Aging Monitoring Device)도 탑재하여 활용될 예정이다. 현재, 지상시험의 결과를 이용한 GOCI 복사 모델의 선정 및 복사보정 알고리즘의 검증은 완료된 상태이며, 정확도 높은 복사보정을 위한 검출기의 열특성을 고려한 암흑전류 보정 및 태양과 GOCI와의 상대적 위치 변화를 이용한 궤도상에서의 복사 모델 결정 방안 등의 연구를 진행하고 있다.