본문컨텐츠영역
AMI Cal/Val System
국가기상위성센터(NMSC)의 AMI Cal/Val System(ACVS)은 천리안위성 2A호의 통합 품질 관리 시스템이다. ACVS는 탑재체 상태 정보, 복사보정, 기하보정 품질을 모니터링 하고, GSICS 기법, Ray-matching 등 다양한 상호검정 기법 기반의 품질 정보를 제공한다. 향후 후속 위성의 센서 정보와 신규 참조 위성(reference satellite) 자료를 추가하여, 신뢰성 있는 품질 정보를 제공할 예정이다.
천리안위성 2A호 복사·기하보정 품질
복사보정의 품질 지표는 가시 및 근적외 채널(VNIR)의 경우 신호 대 잡음 비(SNR), 적외채널(MWIR~LWIR)의 경우 잡음 상당 온도 차(NEdT)로 표현된다. 해당 지표의 임계값은 표 1에 제시되어 있다.
표 1. 천리안위성 2A호 복사보정 품질 기준값| Band | SNR | Band | NEdT | Band | NEdT | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| @240K | @300K | @240K | @300K | |||||||
| VNIR | VI004 | 261 | MWIR | SW038 | 2.70K | 0.18K | LWIR | IR096 | 0.22K | 0.10K |
| VI005 | 299 | WV063 | 0.40K | 0.10K | IR105 | 0.21K | 0.10K | |||
| VI006 | 130 | WV069 | 0.37K | 0.10K | IR112 | 0.19K | 0.10K | |||
| VI008 | 300 | WV073 | 0.32K | 0.10K | IR123 | 0.26K | 0.12K | |||
| NR013 | 300 | IR087 | 0.27K | 0.10K | IR133 | 0.48K | 0.30K | |||
| NIR16 | 300 | |||||||||
위치보정은 위치결정 정확도로 표현되며, 해당 지표는 표 2와 같다.
표 2. 천리안위성 2A호 위치보정 품질 기준값| 분류 | 정확도 요구사항(μrad) | |
|---|---|---|
| 동서방향 | 남북방향 | |
| 위치결정 정확도 | 42 | 42 |
가시 및 근적외채널: 신호 대 잡음 비
천리안위성 2A호 AMI 가시채널 디텍터의 신호 대 잡음 비(SNR)는 100% 알베도에서 SCT(Solar Calibration Target) 복사량을 총 잡음으로 나눈 값이다.
적외채널: 잡음 상당 온도 차(NEdT)
적외채널의 복사 성능 지표인 NEdT는 잡음에 해당하는 복사휘도 오차 범위를 플랑크 함수와 변환 조건에 따라 온도 범위로 변환하여 얻는다. 저온 영역: 240K(우주 기준), 고온 영역: 300K(흑체 기준)으로 잡음에 해당하는 오차 범위 내 온도 변화를 구할 수 있으며, 이는 ICT(내부 흑체) 관측에서 유도된 잡음에 해당하는 복사휘도를 온도-복사휘도 변환 표의 고정 계수로 나눈 비율이다.
위치결정 정확도
천리안위성 2A호의 영상위치보정 성능은 가시채널 별(Star) 잔차(Residual) 값을 통해 정확도를 평가할 수 있다. 품질 지표는 지구 주변의 가시채널 별 관측 잔차의 3σ값을 사용한다.
가시 및 근적외채널 상호검정
천리안위성 2A호 기상영상기(AMI)의 가시 및 근적외채널의 검정은 절대 검정체인 태양산광기(Solar diffuser)를 이용해 수행하지만, 위성체 또는 태양산광기에 이상이 생길 경우 정상적인 검정을 수행할 수 없다. 따라서 저궤도 위성과의 상호검정, 달 검정 등의 방법을 이용해 절대 검정체와 함께 지속적인 검정을 수행해야 한다.
Ray-matching 기법
Ray-matching 기법은 검·보정 정확도가 높은 저궤도위성이 정지궤도위성과 같은 지역을 관측했을 때 두 값을 직접적으로 비교하는 방법이다. 값을 비교할 때는 두 위성의 특성 차이를 줄이기 위해 태양각과 관측각을 제한하고, 정지궤도위성의 관측각에 따른 오차와 두 위성의 분광반응함수(Spectral Response Function, SRF) 차이 등을 보정하여 보다 정확한 비교를 수행한다.
달 검정(Lunar calibration)
천리안위성 2A호는 가시·근적외채널의 복사 성능 분석과 감시를 위해 매월 약 40회의 달 관측을 수행하고 있다. 달이 지구 근처에 위치할 때 천리안위성 2A호의 LA영역 관측을 이용하여 달 관측이 이뤄지며, 천리안위성 2A호가 관측한 달 복사량과 달 검정 모델(GIRO)을 이용하여 관측값의 변화량을 비교 분석한다.
적외채널 상호검정
천리안위성 2A호는 일정한 정확도를 갖도록 설계되었지만, 운영되는 동안 센서의 광학적 조정이나 민감도 변화 등으로 인하여 센서의 성능이 변화될 수 있다. 따라서 센서의 품질을 지속적으로 감시하고 개선할 필요가 있어 GSICS를 이용한 국제협력연구를 통하여 위성의 품질을 상호 검정하여 감시하고 있다.
저궤도 위성과의 검정(GEO-LEO)
적외채널 상호검정은 검정 정확도가 잘 알려진 저궤도위성 초분광적외탐측기 자료를 기준위성(MetOp-B/-C IASI, NOAA-20/-21 CrIS)으로 중심파장 3.8μm~13.3μm의 10개 채널에서 시공간, 반응함수일치, 공간균질성 검사 등을 통하여 수행된다. 매일의 오차는 29일(타겟날짜 ±14일) 누적된 자료에 대하여 회귀 분석을 이용하여 표준밝기온도에서 구한다.