무인수상선(WAM-V, Wave Adaptive Modular Vehicle)을 이용한 천해해역 정밀수심관측 기법에 관한 연구. 무인수상선박을 이용한 얕은 수심에서의 정밀 수심감지 기술에 관한 연구.
Result
Study on the observation methods of long-range and high resolution using underwater glider
Application plans of the results of the study
CONTENTS
무인수상선 탐사기법 연구
무인수상함은 제2차 세계대전 때 처음 개발됐지만 실용화되지는 못했다. 제2차 세계대전 직후 미 해군은 무인 수상함을 이용해 지뢰 제거, 방사능 오염 검사 등 위험한 임무를 수행했다.
해양환경 및 음향자료 DB 구축
얕은 수역과 오염된 수역에서 작업하는 데 사용되며, 해양 감시 및 탐사와 같이 반복적이고 장기적인 작업을 필요로 하는 임무를 위해 유인 선박을 대체하는 용도로도 사용됩니다. 또한 해양 연구선, 항공기 등 기존의 고가 및 저효율 대규모 유인 연구 플랫폼을 대체할 수 있는 저비용 및 고효율 소형 무인 연구 기술의 제공이 절실하다.
수중음탐 분석체계 구현 및 가시화 체계 개발
국내 연구 현황
- 무인수상선 탐사기법 연구
한국해양데이터센터 해양물리DB 관측봉. 해군 해양환경통합분석시스템 구축 개념도.
국외 연구 현황
무인 수상함은 Zyvex Tech(Piranhal), EDO(LCS MCM) 및 DCNS(Rodeur)에서 개발했습니다. 위성을 통한 수중 글라이더의 실시간 제어.
무인수상선 탐사기법 연구
무인 수상함 RF 통신망 및 LTE 통신망 구축 무인 지표선을 이용한 정밀 지형측량
해양환경 및 음향자료 DB 구축
심해역에서 선박의 밀도와 풍속에 따른 주파수별 수중 소음 산출식. 얕은 수심에서 선박 밀도와 풍속에 따른 주파수별 수중 소음 계산식. 전 세계 해안선 데이터는 NOAA에서 제공하는 DB에서 수집됩니다.
해안선 정보는 한국해양과학기술원에서 제공하는 지리정보시스템(GIS for Ocean Research, GFOR)에서 추출하여 DB화한다. 해양과학기술원 보유 수온/염분/음속 DB 구성 예시. GDEM 자료에서 추출한 8월 한반도 주변 해역의 수심별 음속의 공간적 분포.
장거리 선박밀도와 심해역 풍속에 따른 주파수별 수중소음계산식(Wenz 곡선)을 이용하여 능동/수동 음향모델의 소음수준으로 사용한다.
수중음탐 분석체계 구현 및 가시화 체계 개발
- 천해역 음탐 분석용 음향 모델 분석 및 평가
① 환경 데이터를 확인하여 음향 감지 모델링 영역을 설정합니다. ③ 음향 지각 모델링을 위한 환경 입력 데이터 생성. KUAAS는 환경 데이터를 조회하고 표시하는 S/W와 음향 감지 기능을 위한 시각화 S/W로 구분됩니다.
KUAAS 음향검출 성능 결과를 표시하는 S/W의 메인 화면입니다. KUAAS 음향탐지 성능 결과를 표시하는 S/W 화면과 연동된 수심 DB의 예. 실제로 KUAAS의 능동 음향 센싱 성능 결과는 한반도 주변 해역의 수심 DB와 연동해 가시화된다(그림 54).
KUAAS의 수동 음향탐지 성능 결과는 기본적으로 한반도 주변 해역의 수심 DB와 관련하여 가시화된다(그림 55).
목표 달성도
대외 기여도
무인시스템 기반의 해양탐사 기술 확보 연구. 수중 글라이더를 이용한 고해상도 수중 환경에서의 장거리 관측 기술 검증 및 조사. 무인수상이동체(WAM-V)를 이용한 천해에서의 정확한 수심감지 기법에 관한 연구.
해상방위지원을 위한 해양환경기반 수중음향분석시스템 통합기술 개발 수중음향분석시스템 기술을 보유하여 미래 해양방위기술 개발에 적용
활용방안
차세대 잠수함 소나 시뮬레이터 기술 개발에 사용됩니다. 차세대 잠수함 소나 교육용 소나 분석 시뮬레이터 개발 참여 해양탐사선, 항공기 등 기존 고비용·저성능 대규모 유인 연구 플랫폼을 대체할 저비용·고성능 소규모 무인 연구 기술을 제공한다.
해류가 높고 해안선이 복잡한 한반도 주변 지역에 최적화된 무인탐사 기술 및 절차를 개발하고 지속적인 운영 및 관리 기반을 마련한다. 접근제한구역 탐사가 가능한 무인시스템 및 탐사기술 제공 - 천해, 위험지역 등 접근제한구역의 무인탐사기법 관련 무인해양탐사기술 선점을 위한 제도적 사업을 수행한다.
무인해양탐사 국내외 시장 선점을 위한 KIOST 고유사업의 일환으로 예방연구 추진
기대효과
해군해양정보단 소나예측시스템 개선기술 개발에 활용해양연구 수요증가에 따른 대체수단 제공 향후 한반도 주변해역에 무인해상감시관측망 구축을 통해 국가안보에 기여한다.
썰물이나 선박 위험 지역에서 정확한 수심 조사를 통해 해상 안전에 기여합니다. 미래 해양특성 연구사업의 경쟁체제에 대비한 연구역량 강화
수중글라이더를 이용한 장거리·고해상도 관측기법 연구
무인수상선 탐사기법 연구
해양환경 및 음향자료 DB 구축
해양환경, 지질환경, 음향환경 데이터 확보에 유리한 환경을 갖춘 한국해양과학기술원의 혜택을 확대하기 위해 수중음향분석시스템 개발에 기여할 수 있는 고성능 해양통합DB관리시스템, 해양방어의 최종 목표인 해양방어가 절실히 필요하다.
수중음탐 분석체계 구현 및 가시화 체계 개발
International Maritime Organization (IMO), “Guidelines for the Reduction of Underwater Noise from Commercial Shipping to Address Adverse Effects on Marine Life,” IMO Doc., MEPC.1/Circ. International Maritime Organization (IMO), International Convention for the Safety of Life at Sea (SOLAS), Chapter V Safety of Navigation, Annex 17. Wiggins, “Enhancement of Deep Ocean Noise in the Northeast Pacific West of San Nicholas Island, California,” J.
Hildebrand, “Relationship between container ship underwater noise levels and ship design, operational and oceanographic conditions,” Sci. Pye, “RADISTAT: a grain size distribution and statistics package for the analysis of unconsolidated sediments,” Earth Surf.
부 록
번호 논문명 저자명 발표일 학술대회명 구분 국내/. 아니요. 특허명(SW명) 등록국 출원번호 신청 날짜 등록. 천해 수중 지형 탐사를 위한 무인수상선 다중빔 소나 및 이를 통합한 시스템.
한국해양과학기술원이 무인선으로 연안 해저 지형을 정확하게 관측하는 데 성공했다.
