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한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 시스템 및 그 방법

  • 기술번호 : KST2015224166
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 한반도 레이더의 관측 범위나 좌표체계를 적용하여 기상 레이더의 반사도 및 시선속도의 통합 품질 관리를 수행할 수 있는 통합형 기상 레이더 자료 처리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
Int. CL G01S 13/95 (2006.01.01) G01S 7/292 (2006.01.01) G01S 7/40 (2006.01.01) G01S 7/41 (2006.01.01) G01W 1/10 (2006.01.01)
CPC G01S 13/951(2013.01) G01S 13/951(2013.01) G01S 13/951(2013.01) G01S 13/951(2013.01) G01S 13/951(2013.01) G01S 13/951(2013.01)
출원번호/일자 1020120114699 (2012.10.16)
출원인 대한민국(기상청 국립기상과학원장)
등록번호/일자 10-1258668-0000 (2013.04.22)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20130513) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2012.10.16)
심사청구항수 35

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 대한민국(기상청 국립기상과학원장) 대한민국 제주특별자치도 서귀포시

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 조요한 대한민국 서울특별시 동작구
2 안광득 대한민국 서울특별시 동작구
3 임은하 대한민국 서울특별시 동작구
4 이용희 대한민국 서울특별시 동작구
5 정관영 대한민국 서울특별시 동작구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 한치원 대한민국 서울특별시 서초구 반포대로**길 **, *층 (서초동)(특허법인 아이피에스)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 대한민국
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2012.10.16 수리 (Accepted) 1-1-2012-0838935-47
2 [우선심사신청]심사청구(우선심사신청)서
[Request for Preferential Examination] Request for Examination (Request for Preferential Examination)		 2012.10.16 수리 (Accepted) 1-1-2012-0840368-62
3 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2012.10.18 수리 (Accepted) 1-1-2012-0846889-77
4 [우선심사신청]선행기술조사의뢰서
[Request for Preferential Examination] Request for Prior Art Search		 2012.10.19 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
5 [우선심사신청]선행기술조사보고서
[Request for Preferential Examination] Report of Prior Art Search		 2012.10.25 수리 (Accepted) 9-1-2012-0080997-08
6 [우선심사신청]선행기술조사보고서
[Request for Preferential Examination] Report of Prior Art Search		 2012.11.12 수리 (Accepted) 9-1-2012-0084619-58
7 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2012.12.18 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2012-0769151-19
8 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2013.01.11 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2013-0032056-82
9 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2013.01.11 수리 (Accepted) 1-1-2013-0032055-36
10 수수료 반환 안내서
Notification of Return of Official Fee		 2013.01.15 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2013-0005157-55
11 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2013.03.07 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0158792-24
12 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2013.03.13 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2013-0219195-05
13 수수료 반환 안내서
Notification of Return of Official Fee		 2013.03.18 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2013-0028625-05
14 등록결정서
Decision to grant		 2013.03.26 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2013-0200652-72
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.03.16 수리 (Accepted) 4-1-2015-5033334-04
16 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2015.03.16 수리 (Accepted) 4-1-2015-5033413-13
17 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.09.12 수리 (Accepted) 4-1-2017-5147468-77
18 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.09.11 수리 (Accepted) 4-1-2019-5191628-21
19 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.02.20 수리 (Accepted) 4-1-2020-5038739-15
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
과거 레이더 자료 및 실시간 레이더 자료와, 관측 및 수치모델 자료를 수집하는 자료 수집 모듈;수집된 레이더 자료 중 반사도와 시선속도 자료에 대해서 기본 품질검사와 분산 품질 검사를 포함하는 전처리를 수행하는 레이더 자료 전처리 모듈;전처리가 수행된 레이더 반사도 자료를 이용하여 퍼지소속변수들을 계산하고, 각 퍼지소속변수들의 비강수에코에 대한 소속값을 계산하고, 계산된 소속값의 범위에 따라 비강수에코를 구분하여 제거하는 레이더 반사도 품질관리 모듈;상기 레이더 자료, 관측 및 수치모델 자료를 입력받아 레이더 바람장 및 3차원 바람장 자료를 생성하는 바람장 생성 모듈;생성된 3차원 바람장 자료의 각 지점에 대한 레이더의 상대적인 위치를 계산한 후, 계산된 레이더의 상대적인 위치로부터 레이더 극좌표계의 지점값에 해당하는 3차원 바람장의 x, y, z 값을 검출하는 것에 의해 전처리가 수행된 레이더 시선속도 자료에 대한 시선속도 접힘 풀기를 수행하는 레이더 시선속도 품질관리 모듈; 및VDRAS와 KLAPS의 두 모델의 입력 자료 생성을 위해 품질검사가 수행된 레이더 반사도 및 시선속도에 대한 좌표 변환을 수행하는 좌표변환 모듈;을 포함하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 시스템
2 2
제1항에 있어서, 상기 레이더 반사도 품질관리 모듈은,과거 레이더 자료로부터 통계분석(퍼지논리)를 적용하여 기상 및 비기상 에코 각각에 대한 제1특성변수들을 산출하고, 실시간 수집한 레이더 자료로부터 제2특성변수들을 산출하는 특성변수 산출부;기상 및 비기상 에코 각각에 대해 산출한 제1특성변수들 각각의 분포함수를 도출하고, 도출한 제1특성변수들 각각의 분포함수로부터 비기상 에코에 대한 소속함수 및 가중치를 산출하는 소속함수 및 가중치 산출부; 기상 에코 및 비기상 에코 각각의 제2특성변수들에 대한 소속값을 구하고, 구해진 소속값의 총합인 총 소속값을 산출하고, 산출된 총 소속값을 미리 설정된 임계치와 비교하여 산출된 총 소속값이 임계치 이상일 경우 비기상 에코로 판별하고, 판별된 비기상 에코를 제거하는 에코 판별 및 제거부; 및 상기 에코 판별 및 제거부를 통해 제거되지 않고 남아있는 비강수 에코를 제거하는 후처리부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 시스템
3 3
제2항에 있어서,상기 제1 및 제2 특성변수는 반사도에 대한 표준편차, 연직기울기 및 스핀체인지(SPINchange)를 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 시스템
4 4
제3항에 있어서,상기 특성변수 산출부는 반사도의 스핀체인지(SPINchange)를 하기 수학식을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 시스템
5 5
제2항에 있어서,상기 후처리부는 고립점 검사, 연속성 검사, 제거영역 확장, 지형에코 지도 비교 및 태양섬광 에코 제거 중 적어도 하나 이상을 수행하는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 시스템
6 6
제5항에 있어서,상기 고립점 검사는 주어진 임의의 지점에 해당하는 픽셀의 주변 픽셀 중 에코 자료가 존재하는 픽셀 수가 주변 픽셀의 50% 이하일 경우 상기 주어진 임의의 지점에 해당하는 픽셀을 제거하는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 시스템
7 7
제5항에 있어서,상기 연속성 검사는 주어진 임의의 지점에 해당하는 픽셀의 주변 픽셀 중 기상에코인 픽셀 수와 비기상에코인 픽셀 수를 비교하여 비기상에코인 픽셀 수가 많으면 상기 주어진 임의의 지점에 해당하는 픽셀을 제거하는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 시스템
8 8
제5항에 있어서,상기 제거영역 확장은 주어진 임의의 지점에 해당하는 픽셀이 비기상 에코이면, 상기 주어진 임의의 지점에 해당하는 픽셀의 주변으로 한 픽셀씩 확장하여 모두 제거하는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 시스템
9 9
제5항에 있어서,상기 지형에코 지도 비교는 지형에코 지도와 비교하여 지형에코 지도의 지형에코와 상응하는 지점을 일괄 제거하는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 시스템
10 10
제5항에 있어서,상기 태양섬광 에코 제거는 방위각 방향으로 연속성 검사를 수행하여 불연속성을 나타내는 경우 태양섬광 에코로 판단하여 제거하는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 시스템
11 11
제1항에 있어서, 상기 바람장 생성 모듈은, 수집된 레이더 자료를 이용하여 VAD(Velocity Azimuth Display) 및 VVP(Volume Velocity Processing) 바람장을 생성하고, 생성된 VAD 바람장 및 VVP 바람장 자료를 이용하여 3차원 내삽을 수행하거나 수치모델 자료를 이용하여 3차원 바람장 자료를 생성하는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 시스템
12 12
제11항에 있어서,상기 관측 자료는, 레디오존데, 윈드 프로파일러, 자동기상관측장비(AWS), 지상관측 및 수치모델 결과자료를 포함하는 그룹 중 하나이며,상기 바람장 생성 모듈은, 수집된 관측 및 수치모델 자료 중 레디오 존데 자료에 대한 연직 내삽, 윈드 프로파일러 자료에 대한 연직 내삽, 지상 관측 자료에 대한 수평 내삽을 수행하여 각각 3차원 바람장을 생성하는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 시스템
13 13
제1항에 있어서,상기 레이더 시선속도 품질관리 모듈은, 생성된 3차원 바람장 자료를 입력받아 레이더 시선속도로 환산하고 환산된 레이더 시선속도와 주어진 지점의 관측된 시선속도를 비교하여 시선속도 접힘 풀기를 수행하는 제1 보정부;주어진 임의의 지점으로부터 주변의 일정 영역을 결정하고, 결정된 일정 영역에 해당하는 평균 시선속도를 계산하고, 계산된 평균 시선속도와 주어진 임의의 지점의 관측된 시선속도를 비교하여 시선속도 접힘 풀기를 수행하는 제2 보정부; 및상기 주어진 임의의 지점에 대한 연속된 고도각의 시선속도를 각각 산출하고, 산출된 연속된 고도각의 시선속도를 비교하여 시선속도 접힘 풀기를 수행하는 제3 보정부;를 포함하는 것은 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 시스템
14 14
제1항에 있어서,상기 좌표변환 모듈은, 품질검사가 수행된 레이더 자료를 UF(Universal Format) 형태 또는 netCDF(network Common Data Form) 형태로 저장하는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 시스템
15 15
과거 레이더 자료 및 실시간 레이더 자료와, 관측 및 수치모델 자료를 수집하는 자료 수집 단계;수집된 레이더 자료 중 반사도와 시선속도 자료에 대해서 기본 품질검사와 분산 품질 검사를 포함하는 전처리를 수행하는 전처리 수행 단계;전처리가 수행된 레이더 반사도 자료를 이용하여 퍼지소속변수들을 계산하고, 각 퍼지소속변수들의 비강수에코에 대한 소속값을 계산하고, 계산된 소속값의 범위에 따라 비강수에코를 구분하여 제거하는 레이더 반사도 품질관리 단계;상기 레이더 자료, 관측 및 수치모델 자료를 입력받아 레이더 바람장 및 3차원 바람장 자료를 생성하는 바람장 생성 단계;생성된 3차원 바람장 자료의 각 지점에 대한 레이더의 상대적인 위치를 계산한 후, 계산된 레이더의 상대적인 위치로부터 레이더 극좌표계의 지점값에 해당하는 3차원 바람장의 x, y, z 값을 검출하는 것에 의해 전처리가 수행된 레이더 시선속도 자료에 대한 시선속도 접힘 풀기를 수행하는 레이더 시선속도 품질관리 단계; 및VDRAS와 KLAPS의 두 모델의 입력 자료 생성을 위해 품질검사가 수행된 레이더 반사도 및 시선속도에 대한 좌표 변환을 수행하는 좌표 변환 단계;를 포함하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 방법
16 16
제15항에 있어서,상기 레이더 반사도 품질관리 단계는, 수집된 과거 레이더 자료로부터 반사도에 대한 표준편차, 연직기울기 및 스핀체인지(SPINchange)를 제1특성변수로써 구하고, 상기 제1특성변수의 소속함수 및 가중치를 산출하는 단계;실시간 수집되는 레이더 자료로부터 반사도에 대한 표준편차, 연직기울기 및 스핀체인지(SPINchange)를 제2특성변수로써 구하고, 상기 제2특성변수에 산출한 제1특성변수의 소속함수 및 가중치를 적용하여 기상 에코 및 비기상 에코를 판별한 후 비기상 에코를 제거하는 단계; 및고립점 검사, 연속성 검사, 제거영역 확장, 지형에코 지도 비교 및 태양섬광 에코 제거 중 적어도 하나 이상을 수행하는 후처리를 통해 비기상 에코를 제거하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 방법
17 17
제16항에 있어서,반사도의 스핀체인지(SPINchange)는 계산된 SPINchangecount에 총 수행한 게이트의 수로 나누어 주어 100을 곱한 값으로 정의되며, 하기 수학식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 반사도의 스핀체인지(SPINchange)는 계산된 SPINchangecount에 총 수행한 게이트의 수로 나누어 주어 100을 곱한 값으로 정의되며, 하기 수학식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 방법
18 18
제16항에 있어서,상기 소속함수는 기상 에코에 대한 빈도 값과 기상 에코 및 비기상 에코의 빈도 값의 합에 대한 비로 정의되며, 하기 수학식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 방법
19 19
제16항에 있어서,상기 가중치는 상기 기상 및 비기상 에코에 대한 제1특성변수의 분포함수가 중첩하는 영역에 반비례 관계이며, 하기 수학식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 방법
20 20
제16항에 있어서,상기 비기상 에코를 제거하는 단계는, 상기 실시간 수집된 레이더 자료 중 반사도 자료로부터 제2특성변수를 산출한 후, 산출된 제2특성변수에 산출된 소속함수 및 가중치를 적용하여 소속값을 산출하는 단계;산출된 소속값의 합을 구하여 총 소속값을 산출하는 단계; 산출된 총 소속값과 미리 설정된 임계치를 비교하여 상기 산출된 총 소속값이 상기 임계치보다 크면 비기상 에코로 판별하고, 작으면 기상 에코로 판별하는 단계; 및 판별된 비기상 에코를 제거하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 방법
21 21
제20항에 있어서,상기 총 소속값은 각 퍼지변수의 소속값의 총합이며, 하기 수학식에 의해 계산되는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 방법
22 22
제16항에 있어서,상기 고립점 검사는 주어진 임의의 지점에 해당하는 픽셀의 주변 픽셀 중 에코 자료가 존재하는 픽셀 수가 주변 픽셀의 50% 이하일 경우 상기 주어진 임의의 지점에 해당하는 픽셀을 제거하는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 방법
23 23
제16항에 있어서,상기 연속성 검사는 주어진 임의의 지점에 해당하는 픽셀의 주변 픽셀 중 기상에코인 픽셀 수와 비기상에코인 픽셀 수를 비교하여 비기상에코인 픽셀 수가 많으면 상기 주어진 임의의 지점에 해당하는 픽셀을 제거하는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 방법
24 24
제16항에 있어서,상기 제거영역 확장은 주어진 임의의 지점에 해당하는 픽셀이 비기상 에코이면, 상기 주어진 임의의 지점에 해당하는 픽셀의 주변으로 한 픽셀씩 확장하여 모두 제거하는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 방법
25 25
제16항에 있어서,상기 지형에코 지도 비교는 지형에코 지도와 비교하여 지형에코 지도의 지형에코와 상응하는 지점을 일괄 제거하는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 방법
26 26
제16항에 있어서,상기 태양섬광 에코 제거는 방위각 방향으로 연속성 검사를 수행하여 불연속성을 나타내는 경우 태양섬광 에코로 판단하여 제거하는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 방법
27 27
제15항에 있어서,상기 관측 자료는, 레디오존데, 윈드 프로파일러, 자동기상관측장비(AWS), 지상관측 및 수치모델 결과자료를 포함하는 그룹 중 하나인 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 방법
28 28
제27항에 있어서,상기 바람장 생성 단계는, 레디오존데 및 윈드 프로파일러의 자료를 이용하여 주어진 지점에 대한 연직 격자상의 바람 정보를 생성하는 단계;자동기상관측장비(AWS) 및 지상관측의 자료를 이용하여 지상에 대한 x, y축 상의 바람 정보를 생성하는 단계; 및상기 지상에 대한 x, y축 상의 바람 정보와 상기 주어진 지점에 대한 연직 격자상의 바람 정보를 이용하여 지상에서부터 한 격자씩 올라가면서 수평내삽하여 x, y, z 각 축상의 모든 격자에 대한 바람 정보를 생성하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 방법
29 29
제15항에 있어서,상기 레이더 시선속도 품질관리 단계는, 생성된 3차원 바람장 자료를 이용하여 레이더 시선속도 자료로 계산하는 단계;계산된 레이더 시선속도 자료를 관측된 레이더 시선속도 자료와 비교하고 비교 결과에 따라 1차 시선속도 접힘 보정을 수행하는 단계;임의의 지점의 주변 일정 영역에 대한 평균 시선속도를 계산하고, 상기 평균 시선속도를 이용하여 2차 시선속도 접힘 보정을 수행하는 단계; 및 상기 임의의 지점의 시선속도 및 상기 임의의 지점의 상위 고도각에 해당하는 지점의 시선속도를 계산하고, 상기 임의의 지점의 시선속도와 상위 고도각에 해당하는 지점의 시선속도를 이용하여 3차 시선속도 접힘 보정을 수행하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 방법
30 30
제29항에 있어서,상기 레이더 시선속도 자료를 계산하는 단계는, 상기 생성된 3차원 바람장 자료의 x, y, z 각 축상의 자료와 가장 가까운 지점에 해당하는 (r, θ, φ) 값을 획득하는 단계; 및상기 생성된 3차원 바람장 자료를 아래 수학식 1을 이용하여 레이더 시선속도를 산출하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 방법
31 31
제30항에 있어서,상기 1차 시선속도 접힘 보정을 수행하는 단계는, 상기 산출된 레이더 시선속도와 해당하는 (r, θ, φ) 지점의 관측된 레이더 시선속도를 아래 수학식 2에 적용하여 접힘 여부를 판단하는 단계; 및접힘으로 판단되면, 아래 수학식 3을 이용하여 실제 레이더 시선속도로 접힘 풀기를 수행하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 방법
32 32
제29항에 있어서,상기 2차 시선속도 접힘 보정을 수행하는 단계는, 상기 임의의 지점 주변의 일정 영역에 대한 평균 시선속도를 계산하는 단계;계산된 평균 시선속도와 임의의 지점의 관측된 시선속도를 아래 수학식 4에 적용하여 시선속도 접힘 여부를 판단하는 단계; 및시선속도 접힘으로 판단되면 아래 수학식 5를 이용하여 시선속도 접힘 풀기를 수행하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 방법
33 33
제29항에 있어서,상기 3차 시선속도 접힘 보정을 수행하는 단계는, 상기 임의의 지점의 시선속도를 계산하는 단계;상기 임의의 지점의 상위 고도각에 해당하는 지점의 시선속도를 계산하는 단계;상기 임의의 지점의 시선속도와 상위 고도각에 해당하는 지점의 시선속도를 아래 수학식 6에 적용하여 접힘 여부를 판단하는 단계; 및접힘으로 판단되면, 아래 수학식 7을 이용하여 실제 레이더 시선속도로 접힘 풀기를 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 방법
34 34
제31항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,상기 n, n' 및 n''가 1보다 크면 레이더 시선속도 접힘 현상이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 한반도 통합형 기상 레이더 품질 관리 방법
35 35
제15항 내지 제33항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램을 디지털 신호 처리 장치에 의해 판독되고 실행될 수 있도록 기록한 기록매체
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