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KR20170044237A - System and method for estimating rainfall using a ship radar - Google Patents

System and method for estimating rainfall using a ship radar Download PDF

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Publication number
KR20170044237A
KR20170044237A KR1020150143343A KR20150143343A KR20170044237A KR 20170044237 A KR20170044237 A KR 20170044237A KR 1020150143343 A KR1020150143343 A KR 1020150143343A KR 20150143343 A KR20150143343 A KR 20150143343A KR 20170044237 A KR20170044237 A KR 20170044237A
Authority
KR
South Korea
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radar
precipitation
information
interest
marine radar
Prior art date
Application number
KR1020150143343A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
강동환
서대일
Original Assignee
부경대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 부경대학교 산학협력단 filed Critical 부경대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a system to estimate torrential rain using marine radar and an estimating method thereof and, more specifically, relates to a system to estimate torrential rain using marine radar comprising: the marine radar emitting radio waves in a plan position indicator (PPI) method to observe an area of interest; a fence installed around the marine radar, removing clutters by reflecting downward beam generated by the marine radar; and an AD converter receiving predetermined signals from the marine radar, AD-converting the signals, and generating radar reflectance signals; and a torrential rain estimating server receiving the radar reflectance signals from the AD converter and generating and providing rainfall information of the area of interest by reflecting the radar reflectance signals to a preset rainfall information generating algorithm and to an estimating method thereof. According to the present invention, the system to estimate torrential rain using the marine radar and the estimating method thereof are capable of grasping the rainfall information of the area of interest at a maximum horizontal resolution of 50x50 m on a real time basis; thereby obtaining an effect of effectively coping with bad weather conditions such as heavy rain.

Description

해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 시스템 및 그 추정방법{SYSTEM AND METHOD FOR ESTIMATING RAINFALL USING A SHIP RADAR}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a system and method for estimating local precipitation using a marine radar,

본 발명은 해양 레이더를 이용하여 국지의 강수를 추정하는 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 관심 지역을 주사하는 해양 레이더의 반사도 값을 기 설정된 강우정보 생성 알고리즘에 반영하여 관심 지역의 강수량을 실시간으로 산출하도록 함으로써 국지 강수를 효과적으로 추정 산출할 수 있는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 시스템 및 그 추정방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of estimating local precipitation using a marine radar and more particularly to a method of estimating local precipitation using a marine radar, The present invention relates to a system for estimating local precipitation using a marine radar capable of effectively estimating and calculating local precipitation.

본 발명은 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 시스템 및 그 추정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system for estimating local precipitation using a marine radar and a method for estimating the system.

레이더는 목표물을 향해 전자기파를 방사하여 목표물에 반사되어 되돌아오는 신호를 분석하여 목표물의 위치와 강도를 추적하는 원격관측장비로서, 넓은 관측 영역(예컨대, 일반 기상레이더의 경우 관측반경은 240km)을 신속하게 측정하는 것이 가능하다.A radar is a telemetry system that radiates electromagnetic waves toward a target and analyzes the signal reflected back to the target to track the position and intensity of the target. The radar is a remote observation device that measures a wide observation area (for example, an observation radius of 240 km in the case of a general weather radar) It is possible to measure it.

기상 레이더는 비나 눈과 같은 기상 목표물에서 반사되어 오는 신호의 크기를 반사도로 정의하고 상기 반사도로부터 강수량을 추정 산출하는 방법을 사용한다.The weather radar uses a method of defining the magnitude of a signal reflected from a weather target such as rain or snow as a reflectivity and estimating the amount of precipitation from the reflectivity.

목표물로부터 나온 반사도는 기상 레이더에서 방사되는 펄스 볼륨 내에 존재하는 물방울의 크기분포와 관계가 있다.The reflectivity from the target is related to the size distribution of the droplets within the pulse volume emitted by the weather radar.

그리고 지상에 내리는 강수량도 물방울의 크기분포에 대한 함수이므로 레이더 반사도와 강수량과는 Z-R관계식(z=ARb, 여기서 R은 Rainrate(mm/h)이고, z는 반사도(mm6,m3)이며, A와 b는 경험치이다.)을 이용하여 상호 변환이 가능하다. 따라서, 레이더 반사도로부터 강수량을 추정 산출할 수 있는 것이다.Since the rainfall on the ground is also a function of the size distribution of water droplets, the radar reflectivity and precipitation are ZR (z = AR b , where R is Rainrate (mm / h) and z is reflectivity (mm 6 , m 3 ) , And A and b are experiential values). Therefore, the amount of precipitation can be estimated and calculated from the radar reflectivity.

일반적으로 기상레이더의 주사는 고도각을 일정하게 고정하고 안테나를 회전시켜 관측하는 방식(PPI : Plan Position Indicator)과 안테나 고도각을 변화시키면서 반복적으로 관측하는 볼륨 관측이 있다.In general, the scanning of the weather radar has a planar position indicator (PPI) that fixes the elevation angle constantly and rotates the antenna, and a volume observation that is repeatedly observed while changing the antenna elevation angle.

한편, 기상관측을 위하여 일반적으로 볼륨관측이 행하여 진다.On the other hand, volume observation is generally performed for meteorological observations.

전통적인 기상레이더는 특정 고도각에서 360도 회전하며 주사한 후 고도각을 1도 상향시켜 360도 회전하며 주사하는 싸이클을 반복하게 되는데 24 고도각 상승에 이르는 전체 회전은 보통 5분에서 15분 정도 소요된다. Conventional weather radars rotate 360 degrees at a certain altitude angle, repeat the cycle of injecting the altitude angle up by 1 degree and rotating it 360 degrees, and the total rotation to 24 elevation angle usually takes about 5 to 15 minutes do.

이는 특정한 지점에 대해서 주사한 후 다시 같은 지점을 주사하기까지 상당한 시간이 걸린다는 것을 뜻하며 기상 목표물이 대부분 바람을 수반함으로써 그 위치를 수시로 변동한다는 점을 고려할 때 이미 관측 데이터로서의 의미를 상실하는 문제점이 있다.This means that it takes a considerable amount of time to scan the same point after scanning for a specific point, and it is already a problem that the meaning of the observed data is lost when considering that the weather target often changes its position due to wind accompaniment have.

또한, 수평 해상도가 최대 1 km x 1 km에 불과하므로 국지기상 분석 및 초단기 기상변화 예측이 어려운 문제점이 있다.In addition, since the horizontal resolution is only 1 km x 1 km, there is a problem that it is difficult to analyze the local meteorological phenomena and to predict the short-term meteorological changes.

또한, 전통적인 기상 레이더는 지구 표면에 가까운 고도는 지구곡률 때문에 관측이 어려워 눈이나 토네이도와 같이 지상에서 1.5 ~ 3km 높이에 위치한 기상 현상은 검지가 안 되는 문제점이 있다.In addition, the conventional weather radar is difficult to observe due to the curvature of the earth near the surface of the earth. Therefore, the weather phenomenon located 1.5 ~ 3km above the ground like snow or tornado has a problem that it can not be detected.

이러한 문제점들로 인해서 레이더를 이용한 강수량 추정이나 이를 이용한 초단기 예보에 신뢰성이 떨어지는 결과로 귀착되게 하였으며 국지성 호우와 같은 악기상이 발생하였을 때 효과적인 대처가 가능하지 않게 되는 문제점이 있다.
These problems result in poor reliability in estimation of precipitation using radar or short-term forecast using the radar, and it is not possible to effectively cope with the occurrence of a bad weather such as a localized rainstorm.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명은 수평해상도가 높은 해양 레이더를 이용하여 상대적으로 작은 관측 지역을 PPI(PPI : Plan Position Indicator) 방식으로 주사하여 관측함으로써 전통적인 기상레이더가 갖는 문제점들을 극복하고, 그 해양 레이더를 기상관측용으로 사용하게 되면서 발생하게 되는 문제를 기술적으로 해결하여 국지 강수를 효과적으로 추정 산출할 수 있는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 시스템 및 그 추정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method of detecting a relatively small observation area using a marine radar having a high horizontal resolution by scanning a PPI (Planar Position Indicator) A system for estimating local precipitation using a marine radar capable of effectively estimating and calculating local precipitation by overcoming the problems and technically solving the problem that occurs when the marine radar is used for weather observation, The purpose is to provide.

또한, 본 발명은 관심 지역을 주사하는 해양 레이더의 반사도 값을 기 설정된 강우정보 생성 알고리즘에 반영하여 관심 지역의 강수량을 실시간으로 산출하도록 함으로써 국지 강수를 효과적으로 추정 산출할 수 있는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 시스템 및 그 추정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
Further, according to the present invention, the reflection value of a marine radar scanning an area of interest is reflected in a predetermined rainfall information generation algorithm to calculate a precipitation amount in a real-time region of interest, so that a local radar can be estimated and calculated locally, It is an object of the present invention to provide a system for estimating precipitation and an estimation method thereof.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 시스템은 관심 구역을 PPI(Plan Position Indicator) 방식으로 주사하여 관측하는 해양 레이더; 상기 해양 레이더 주변에 설치되어 해양 레이더에 의해 생성되는 하향 빔을 반사시켜 클러터(clutter)를 제거하는 펜스; 해양 레이더로부터 소정 신호를 입력받은 뒤, AD 변환하여 레이더 반사도 신호를 생성하는 AD 컨버터; 및 상기 AD 컨버터로부터 레이더 반사도 신호를 전송받고, 그 레이더 반사도 신호를 기 설정된 강우정보 생성 알고리즘에 반영하여 그 관심 구역의 강수 정보를 생성하여 제공하는 국지 강수 추정 서버;를 포함한다.In order to achieve the above object, a system for estimating local precipitation using a marine radar according to the present invention includes: a marine radar for scanning a region of interest by a PPI (Plan Position Indicator) method; A fence installed around the marine radar to reflect the downward beam generated by the marine radar to remove clutter; An AD converter for receiving a predetermined signal from the marine radar and then performing AD conversion to generate a radar reflectivity signal; And a local precipitation estimation server that receives the radar reflectivity signal from the AD converter and reflects the radar reflectivity signal to a preset rain information generation algorithm to generate and provide precipitation information of the area of interest.

이때, 상기 국지 강수 추정 서버는, AD 컨버터로부터 레이더 반사도 신호를 전송받는 레이더 반사도 신호수신부; 상기 레이더 반사도 신호를 기 설정된 강우정보 생성 알고리즘에 반영하여 국지 강수 정보를 생성하는 강수정보 생성부; GPS로부터 관심 구역의 GPS 정보를 전송받는 GPS 정보 수신부; GIS로부터 관심 구역의 GIS 정보를 전송받는 GIS 정보 수신부; 및 사용자 단말기로부터 어느 관심 구역의 강수정보를 제공받고자 하는 요청을 입력받으면, 그 관심 구역의 GPS 정보, GIS 정보, 강수 정보를 연계시켜 가공 처리한 뒤 화면 출력 정보를 생성하는 화면출력 정보 생성부;를 포함한다.At this time, the local precipitation estimation server includes: a radar reflectivity signal receiver receiving the radar reflectivity signal from the AD converter; A precipitation information generation unit for generating the local precipitation information by reflecting the radar reflectivity signal to the predetermined rainfall information generation algorithm; A GPS information receiver for receiving GPS information of a region of interest from the GPS; A GIS information receiving unit that receives GIS information of a region of interest from the GIS; And a screen output information generating unit for generating screen output information by processing the GPS information, the GIS information, and the precipitation information of the area of interest when the request to receive the precipitation information of the area of interest is received from the user terminal, .

또한, 상기 국지 강수 추정 서버는, 강우정보 생성 알고리즘이 저장되는 저장부;를 더 포함한다.The local precipitation estimation server may further include a storage unit for storing a rainfall information generation algorithm.

그리고 상기 국지 강수 추정 서버는, 사용자 단말기로부터 상기 국지 강수 추정 서버에 접속하고자 하는 요청을 입력받으면, 인증절차를 수행하고 인증을 획득한 사용자가 소정 관심 구역의 강수 정보를 제공받고자 하는 요청을 입력하면, 그 관심 구역의 강수 정보가 실시간으로 제공되도록 처리하는 중앙처리부;를 더 포함한다.When the user inputs a request to access the local precipitation estimation server from the user terminal, the local precipitation estimation server performs an authentication procedure. When the user who has obtained the authentication inputs a request to receive precipitation information of a predetermined area of interest , And a central processing unit for processing the precipitation information of the area of interest to be provided in real time.

한편, 상기 중앙처리부는, 인증을 획득한 사용자 단말기로부터 국지 강수 추정 서버의 원격 제어 요청신호를 입력받으면, 그 사용자 단말기가 원격으로 국지 강수 추정 서버를 제어할 수 있도록 처리하는 것이 바람직하다.Meanwhile, when receiving the remote control request signal of the local precipitation estimation server from the user terminal that has obtained the authentication, the central processing unit preferably processes the remote control request so that the user terminal can remotely control the local precipitation estimation server.

그리고 상기 펜스는, 상기 해양 레이더에 의해 조사되는 전자기파를 반사시키는 반사면; 및 상기 반사면을 지지하는 펜스 지지대;를 포함한다.And the fence includes: a reflecting surface for reflecting electromagnetic waves irradiated by the marine radar; And a fence support for supporting the reflecting surface.

이때, 상기 펜스 지지대의 높이는 해양 레이더가 주사하는 빔 중심선과 일치하고, 상기 반사면의 크기는 상기 빔 중심선 아래로 향하는 하향 빔의 물리적인 크기에 대응되며, 상기 반사면의 수평각은 각도는 하향 빔 각도의 여각보다 작은 것이 바람직하다.At this time, the height of the fence support corresponds to the beam center line scanned by the marine radar, the size of the reflection surface corresponds to the physical size of the downward beam directed down the beam center line, and the horizontal angle of the reflection surface corresponds to the downward beam It is preferable to be smaller than the angle of angle.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 방법은 해양 레이더를 관심 구역에 조사하되 펜스를 이용하여 빔 중심선 아래로 향하는 하향 빔을 반사시켜 클러터(clutter)를 제거하는 (A)단계; AD 컨버터가 해양 레이더로부터 소정 신호를 입력받은 뒤, AD 변환하여 레이더 반사도 신호를 생성하는 (B)단계; 국지 강수 추정 서버가 상기 (B)단계에 의해 변환된 레이더 반사도 신호를 기 설정된 강우정보 생성 알고리즘에 반영하여 그 관심 구역의 강수 정보를 생성하는 (C)단계; 및 국지 강수 추정 서버가 상기 (C)단계에 의해 생성된 강수 정보를 그 관심 구역의 GIS 정보 및 GPS 정보와 연계시켜 가공 처리한 뒤 화면 출력 정보를 생성하고, 그 관심 구역의 강수 정보를 요청한 사용자 단말기에 제공하는 (D)단계;를 포함한다.In order to accomplish the above object, a method for estimating local precipitation using a marine radar according to the present invention comprises the steps of: irradiating a marine radar to a region of interest and reflecting a downward beam directed below a beam center line using a fence; (A); (B) the AD converter receives a predetermined signal from the marine radar and then performs AD conversion to generate a radar reflectivity signal; Wherein the local precipitation estimation server reflects the radar reflectivity signal converted by the step (B) in the predetermined rainfall information generation algorithm to generate precipitation information of the area of interest; And the local precipitation estimation server processes the precipitation information generated by the step (C) in association with the GIS information and the GPS information of the area of interest and generates screen output information, and the user who requests the precipitation information of the area of interest And (D) providing the terminal to the terminal.

또한, 국지 강수 추정 서버가 사용자 단말기로부터 상기 국지 강수 추정 서버에 접속하고자 하는 요청을 입력받으면, 인증절차를 수행하는 (E)단계; 및 상기 (E)단계에 의해 사용자 단말기가 인증을 획득하면, 국지 강수 추정 서버가 그 사용자 단말기가 원격으로 국지 강수 추정 서버를 제어할 수 있도록 처리하는 (F)단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
(E) performing an authentication procedure when the local precipitation estimation server receives a request from the user terminal to access the local precipitation estimation server; And (F) when the user terminal obtains the authentication by the step (E), the local precipitation estimation server processes the local precipitation estimation server so that the user terminal can remotely control the local precipitation estimation server .

본 발명에 따르면, 본 발명은 관심 지역을 주사하는 해양 레이더의 반사도 값을 기 설정된 강우정보 생성 알고리즘에 반영하여 관심 지역의 강수량을 실시간으로 산출하도록 함으로써 국지 강수를 효과적으로 추정 산출할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, the reflectivity value of a marine radar scanning an area of interest is reflected in a predetermined rainfall information generation algorithm to calculate the precipitation amount in a region of interest in real time, thereby effectively estimating local precipitation .

또한, 본 발명은 수평해상도가 높은 해양 레이더를 이용하여 상대적으로 작은 관측 지역을 PPI(PPI : Plan Position Indicator) 방식으로 주사하여 관측함으로써 전통적인 기상레이더가 갖는 문제점들을 극복할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has an advantage of overcoming the problems of a conventional weather radar by observing a relatively small observation area using a marine radar having a high horizontal resolution and scanning it with a PPI (Plan Position Indicator) method.

또한, 본 발명은 해양 레이더를 기상 관측용으로 사용하게 되면서 발생하게 되는 문제를 기술적으로 해결하여 국지 강수를 효과적으로 추정 산출할 수 있으며, 운반과 설치가 용이하여 관리자에게 편의성을 제공하는 장점이 있다.
In addition, the present invention has an advantage in that it can solve the problems that occur when the marine radar is used for meteorological observations, can effectively estimate and calculate local precipitation, and is convenient for transportation because of easy transportation and installation.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 시스템의 전체 구성을 도시한 시스템도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 해양 레이더가 PPI(Plan Position Indicator) 스캔을 하는 것을 보여주는 설명도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 펜스를 설명하는 설명도.
도 6은 도 1의 국지 강수 추정 서버의 내부구성을 도시한 블럭도.
도 7은 본 발명의 강수 정보 생성 알고리즘을 설명하기 위한 설명도.
1 is a system diagram showing the overall configuration of a system for estimating local precipitation using a marine radar according to a preferred embodiment of the present invention;
FIGS. 2 and 3 are explanatory views showing a marine radar of the present invention performing a PPI (Plan Position Indicator) scan. FIG.
Figs. 4 and 5 are explanatory views illustrating the fence of the present invention; Fig.
FIG. 6 is a block diagram showing an internal configuration of the local precipitation estimation server of FIG. 1; FIG.
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a precipitation information generating algorithm of the present invention; FIG.

이하에서는 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a system for estimating local precipitation using a marine radar according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 시스템의 전체 구성을 도시한 시스템도가 도시되어 있다.FIG. 1 is a system diagram showing an overall configuration of a system for estimating local precipitation using a marine radar according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명은 해양 레이더(100), 펜스(미도시), AD 컨버터(200), 국지 강수 추정 서버(300), GPS(400), GIS(500) 및 사용자 단말기(600)를 포함한다.1, the present invention includes a marine radar 100, a fence (not shown), an AD converter 200, a local precipitation estimation server 300, a GPS 400, a GIS 500, and a user terminal 600 ).

해양 레이더(100)는 관심 구역을 PPI(Plan Position Indicator) 방식으로 주사하여 관측한다. 해양 레이더(100)는 송신기(transmitter), 안테나(antenna), 수신기(receiver), 디스플레이부(viewer)를 포함한다. 송신기는 고주파 신호를 발생시키고, 안테나는 신호를 공간에 쏘아서 목표로부터 반사되는 에코를 수신하며, 수신기는 수신된 신호를 검지해서 활용하기 충분한 크기로 증폭시킨다. 디스플레이부(viewer)는 전용으로 사용하도록 만들어진 모니터이며 내부적으로 레이더 제어부를 포함하는 경우가 일반적이다. 상술한 바와 같은 해양 레이더(100)는 수평해상도가 뛰어나고 지구 표면에 가까운 기상 현상을 분석하는 데 효과적인 장점이 있다.The marine radar 100 is observed by scanning a region of interest using a PPI (Plan Position Indicator) method. The marine radar 100 includes a transmitter, an antenna, a receiver, and a viewer. The transmitter generates a high frequency signal, the antenna emits a signal into space and receives an echo reflected from the target, and the receiver amplifies the received signal to a sufficient magnitude to detect and utilize the received signal. A viewer is a dedicated monitor, and it is common to include a radar control unit internally. The marine radar 100 as described above has an advantage of being excellent in horizontal resolution and effective for analyzing a meteorological phenomenon close to the surface of the earth.

해양 레이더(100)는 빔 폭이 연직 방향으로 20도, 수평방향으로 0.95도 혹은 3.9도 정도로 도면 2에 도시된 바와 같이 목표물이 위치한 공간을 PPI SCAN 한 번으로 주사하는 것이 가능하다. 도 2 및 도 3에는 해양 레이더(100)가 PPI(Plan Position Indicator) 스캔을 하는 것을 보여주는 설명도가 도시되어 있다.It is possible for the marine radar 100 to scan the space in which the target is located as a PPI SCAN once, as shown in Fig. 2, with a beam width of 20 degrees in the vertical direction, 0.95 degrees in the horizontal direction, or 3.9 degrees in the horizontal direction. 2 and 3 are explanatory diagrams showing that the marine radar 100 performs a Plan Position Indicator (PPI) scan.

한편, 해양 레이더(100)는 선박이 전후좌우로 롤링하는 상황에서도 해상 목표물을 잡아내는 것이 원래 목적이므로 연직 방향 빔 송출 형태는 도 3에 도시된 바와 같이 빔 중심선을 중심으로 상향 10도, 하향 10도로 송출하게 된다. 때문에, 빔 중심선을 수평선과 평행하도록 위치하게 둔다면 하향 빔은 지표면을 향하게 된다.3, since the marine radar 100 is originally intended to catch a marine target even in a situation where the ship rolls forward, backward, left and right, the vertical direction beam delivery mode is 10 degrees upward and 10 degrees downward The road will be dispatched. Therefore, if the beam center line is positioned so as to be parallel to the horizontal line, the downward beam is directed to the ground surface.

해양 레이더(100)를 국지기상 관측용으로 지상에 설치하여 운용한다고 할 때, 지표면을 향하게 되어 있는 하향 빔으로 인해서 목표로 하는 기상현상과 무관한 클러터(CLUTTER) 신호를 만들게 되고 이는 목표와 어긋난 결과를 초래한다.When a marine radar 100 is installed on the ground for local weather observation, a downward beam directed to the ground surface produces a CLUTTER signal that is independent of the desired meteorological phenomenon, Results.

따라서, 본 발명에서는 상술한 바와 같은 문제를 극복하기 위하여 하향 빔을 반사시켜 클러터(CLUTTER) 신호를 제거하는 펜스를 구비한다.Therefore, in order to overcome the above-described problem, the present invention includes a fence for reflecting a downward beam to remove a clutter signal.

즉, 펜스는 해양 레이더(100) 주변에 설치되어 해양 레이더(100)에 의해 생성되는 하향 빔을 반사시켜 클러터(clutter)를 제거하는 것이다.That is, the fence is installed around the marine radar 100 and reflects the downward beam generated by the marine radar 100 to remove the clutter.

도 4 및 도 5에는 본 발명의 펜스를 설명하는 설명도가 도시되어 있다.4 and 5 are explanatory diagrams illustrating the fence of the present invention.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 상기 펜스는 상기 해양 레이더에 의해 조사되는 전자기파를 반사시키는 반사면 및 상기 반사면을 지지하는 펜스 지지대를 포함한다.As shown in these figures, the fence includes a reflecting surface for reflecting the electromagnetic waves irradiated by the marine radar and a fence support for supporting the reflecting surface.

이때, 상기 펜스 지지대의 높이는 해양 레이더가 주사하는 빔 중심선과 일치하고, 상기 반사면의 크기는 상기 빔 중심선 아래로 향하는 하향 빔의 물리적인 크기에 대응되며, 상기 반사면의 수평각은 각도는 하향 빔 각도의 여각보다 작은 것이 바람직하다.At this time, the height of the fence support corresponds to the beam center line scanned by the marine radar, the size of the reflection surface corresponds to the physical size of the downward beam directed down the beam center line, and the horizontal angle of the reflection surface corresponds to the downward beam It is preferable to be smaller than the angle of angle.

도 4에 도시된 바와 같이, 펜스 지지대의 높이는 빔 중심선과 일치시켜 놓고 하향 빔의 물리적인 크기에 맞게 펜스의 반사면 크기를 조절한 상태에서 반사면의 수평각 a를 하향 빔 각도의 여각보다 작은 값으로 취하게 하면 해양 레이더의 하향 빔만을 반사시켜 제거할 수 있게 되는 것이다.4, the height of the fence support is made coincident with the center line of the beam, and the horizontal angle a of the reflection plane is smaller than the angle of the downward beam angle in a state in which the size of the fence reflection surface is adjusted in accordance with the physical size of the downward beam. It is possible to reflect and remove only the downward beam of the marine radar.

한편, 펜스의 반사면을 향한 해양 레이더의 하향 빔은 기본적으로 SNELL'S LAW에 의하여 레이더 안테나와 무관한 방향으로 반사되어 나가게 된다.On the other hand, the downward beam of the marine radar toward the reflection surface of the fence is basically reflected by the SNELL'S LAW in a direction irrelevant to the radar antenna.

AD 컨버터(200)는 해양 레이더(100)로부터 소정 신호를 입력받은 뒤, AD 변환하여 레이더 반사도 신호를 생성한다. 해양 레이더에서의 반사도 신호는 그 강도에 따라 RGB VIDEO 신호로 표현되므로 본 발명에서는 AD 컨버터(200)를 이용하여 선박레이더의 디스플레이부(viewer)에서 출력되는 VIDEO 신호를 주기적으로 CAPTURE 하여 BMP IMAGE FILE로 변환 저장한다.The A / D converter 200 receives a predetermined signal from the marine radar 100 and then AD-converts the signal to generate a radar reflectivity signal. Since the reflectivity signal in the marine radar is expressed by the RGB VIDEO signal according to the intensity thereof, the present invention uses the AD converter 200 to periodically CAPTURE the VIDEO signal output from the viewer of the marine radar to generate a BMP IMAGE FILE Conversion is saved.

한편, 본 발명은 디스플레이부(viewer)에서 출력되는 VIDEO 신호는 RGB로 표현된 반사도 신호로서 반사도의 단계 구분을 하기 위해서는 MONOCHROME COLOR로만 SCAN하는 것이 필요하며 본 발명에서는 RGB 출력이 MONO로 이루어지도록 레이더를 제어하고 그 값을 SCAN하여 256 LEVEL로 구분되는 PIXEL로 변환하게 된다. Meanwhile, in the present invention, the VIDEO signal output from the viewer is a reflection signal represented by RGB, and it is necessary to scan only the MONOCHROME COLOR in order to distinguish the degree of reflectivity. In the present invention, And SCAN to convert the value to PIXEL, which is divided into 256 levels.

AD 컨버터(200)의 사양은 해양 레이더(100)의 입출력 신호 특성을 고려하여 설계된 것으로서, RGB Color 해상도는 RGB24, RGB16, RGB8, YUY2, UYUV까지 대응할 수 있고, PIXEL Rate는 250 MPixel/s 까지 가능한 것이 바람직하다. The specifications of the AD converter 200 are designed in consideration of the input / output signal characteristics of the marine radar 100. The RGB color resolution can correspond to RGB24, RGB16, RGB8, YUY2 and UYUV, and the PIXEL Rate can be up to 250 MPixel / s .

해양 레이더(100)의 안테나 회전 속도가 최대 24 RPM 이므로 VIDEO는 최대24 FPS 부터 SCAN이 가능하게 된다. 본 발명에서 AD 컨버터(200)는 SCAN RATE를 분당 24회에서 1회까지 조정이 가능하며, 그 결과는 국지 강수 추정 서버(300)로 전송되고 국지 강수 추정 서버(300)에서는 사용자가 지정한 FILE NAME에 의거하여 BMP FILE 등 사용자가 지정한 형태로 저장한다.Since the antenna rotation speed of the marine radar (100) is maximum 24 RPM, the VIDEO can be SCAN up to 24 FPS. In the present invention, the AD converter 200 can adjust the SCAN RATE from 24 times per minute to once, and the result is sent to the local precipitation estimation server 300 and the local precipitation estimation server 300 calculates the FILE NAME And stores it in the form specified by the user such as BMP FILE.

국지 강수 추정 서버(300)는 AD 컨버터(200)로부터 레이더 반사도 신호를 전송받고, 그 레이더 반사도 신호를 기 설정된 강우정보 생성 알고리즘에 반영하여 그 관심 구역의 강수 정보를 생성하여 제공한다. 국지 강수 추정 서버(300)는 하기에서 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.The local precipitation estimation server 300 receives the radar reflectivity signal from the AD converter 200 and reflects the radar reflectivity signal to the predetermined rain information generation algorithm to generate and provide precipitation information of the area of interest. The local precipitation estimation server 300 will be described in more detail below with reference to the drawings.

GPS(400)는 지역별 GPS 정보를 국지 강수 추정 서버(300)에 제공한다.The GPS 400 provides regional GPS information to the local precipitation estimation server 300.

GIS(500)는 지역별 GIS 정보를 국지 강수 추정 서버(300)에 제공한다.
The GIS 500 provides regional GIS information to the local precipitation estimation server 300.

도 6에는 도 1의 국지 강수 추정 서버의 내부구성을 도시한 블럭도가 도시되어 있다.FIG. 6 is a block diagram showing the internal structure of the local precipitation estimation server of FIG.

국지 강수 추정 서버(300)는 레이더 반사도 신호 수신부(310), 강수 정보 생성부(320), GPS 정보 수신부(330), GIS 정보 수신부(340), 화면출력 정보 생성부(350), 중앙처리부(360), 저장부(370)를 포함한다.The local precipitation estimation server 300 includes a radar reflectivity signal receiving unit 310, a precipitation information generating unit 320, a GPS information receiving unit 330, a GIS information receiving unit 340, a screen output information generating unit 350, 360, and a storage unit 370.

레이더 반사도 신호 수신부(310)는 AD 컨버터(200)로부터 레이더 반사도 신호를 전송받는다.The radar reflectivity signal receiving unit 310 receives a radar reflectivity signal from the AD converter 200.

강수 정보 생성부(320)는 레이더 반사도 신호를 기 설정된 강우정보 생성 알고리즘에 반영하여 국지 강수 정보를 생성한다. The precipitation information generation unit 320 generates the local precipitation information by reflecting the radar reflectivity signal to the predetermined rainfall information generation algorithm.

이하에서는, 강우정보 생성 알고리즘에 대해 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the rainfall information generation algorithm will be described in detail.

AD 컨버터(200)의 SCAN 영역을 사용자 단말기가 사전에 지정한 강수함수에 의하여 조정하는 것이 가능한데 도 7에서 좌측은 원래의 AD 컨버터(200) 구동 영역을 나타낸 것이고, 중앙은 반사도 신호를 AD Converting하면서 비가 전혀 내리지 않아 반사된 신호가 없는 LEVEL_1에서부터 폭우 등으로 인하여 가장 강한 반사도를 나타내는 LEVEL_256까지 단계별로 변환되는 것을 도식화한 것이다. The left side of FIG. 7 shows the driving region of the original AD converter 200, and the center of the right side of FIG. 7 shows the AD converter 200 in which the ratio It is schematized that it is converted step by step from LEVEL_1 without reflected signal to LEVEL_256 which shows strongest reflection due to heavy rain.

도 7에 도시된 바와 같이, 강수의 정도에 따라 나타나게 되는 반사도 신호는 LEVEL_1에서부터 LEVEL_256까지 단계별로 골고루 분포하기보다는 지역적, 계절별 특성에 따라 특정 레벨 구간에 분포하는 경향이 있을 수 있다. As shown in FIG. 7, the reflectivity signal that appears according to the degree of precipitation may tend to be distributed in a specific level interval according to regional and seasonal characteristics, rather than being distributed evenly in stages from LEVEL_1 to LEVEL_256.

따라서, 정확한 강수 구분을 위하여 본 발명에서는 사용자가 강수함수를 지정할 수 있어서 지정한 강수함수에 의해 SCAN 영역을 원래의 반사도 신호 SCAN 영역 전체를 1로 보았을 때 전체영역을 그대로 변환하는 것을 강수함수가 1이라고 정의하고, SCAN영역을 2배로 확대하여 보고자 할 경우 강수함수를 2로 하여 우측 그림과 같이 강수함수가 1일 때의 LEVEL_1에서부터 LEVEL_128까지의 영역만을 2배로 확대하여 보는 것이 가능하다.Therefore, according to the present invention, a user can designate a precipitation function so that when the entire SCAN region is viewed as 1 by the designated precipitation function, the entire region is transformed as it is, If you want to enlarge the SCAN area twice, you can enlarge the area from LEVEL_1 to LEVEL_128 by doubling the precipitation function as 2, as shown in the right figure.

강수함수를 이용하게 하면, 지역적, 계절별 특성에 따라 강수가 많이 내리지 않는 경우에도 그 내리는 정도를 정확하게 구분하는 것이 가능해진다. 강수함수는 초기값은 1이며, 1에서 5까지 조정이 가능하도록 설계되어 있다.By using the precipitation function, it is possible to accurately classify the degree of descent even if the precipitation does not decrease much depending on the regional and seasonal characteristics. The initial value of the precipitation function is 1, which is designed to be adjustable from 1 to 5.

[수학식 1]은 레이더 빔을 채우는 기상목표물에 대한 레이더 방정식이다.Equation (1) is a radar equation for a meteorological target that fills a radar beam.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서,

Figure pat00002
는 각각 레이더의 수평과 수직 빔 폭이고, r은 레이더와 샘플 볼륨까지 거리이며, h는 펄스 길이, g는 레이더 안테나 이득,
Figure pat00003
는 레이더의 전자기파 파장, Pr 은 레이더 수신부로부터 측정되어 나오는 전력값, Pt는 레이더가 방사한 전력값을 말한다. L은 모든 감쇄에 기인한 전손실(total loss)을 설명할 수 있는 항목이며, K는 매질의 반사와 관련된 복소 함수이다.here,
Figure pat00002
R is the distance between the radar and the sample volume, h is the pulse length, g is the radar antenna gain,
Figure pat00003
Is the electromagnetic wave wavelength of the radar, P r is the power value measured from the radar receiver, and Pt is the power radiated by the radar. L is an element that can account for the total loss due to all attenuation, and K is a complex function related to the reflection of the medium.

정상적으로 동작하는 레이더에 대해서 레이더 방정식을 상당히 간단하게 만들 수 있다. 특정한 레이더에 관련된 변수들은 모두 묶어서 하나의 상수로 취급할 수 있기 때문이다. 여기에 포함되는 변수는 Pt,g,

Figure pat00004
다. 더 나아가서 숫자들(
Figure pat00005
)도 묶을 수 있다. You can make the radar equation fairly simple for a normally operating radar. This is because all variables related to a particular radar can be grouped together and treated as a single constant. The variables involved are P t , g,
Figure pat00004
All. Further,
Figure pat00005
) Can also be bundled.

그러면, [수학식 1]은 [수학식 2]로 표현될 수 있다.Then, [Expression 1] can be expressed by [Expression 2].

Figure pat00006
Figure pat00006

여기서, k값은 물질과, 온도, 레이더 파장에 따라 변하는 값이다. 온도와 파장은 그리 크게 영향을 주지는 않으나 정확하게 하려면 고려해야 할 필요가 있는 사항이며 물질의 종류는 중요하게 고려해야 한다. 레이더를 사용하는 경우 온도가 합리적인 조건하에서라면, 물에 대한 값은 0.93이다.Here, the k value is a value that varies depending on the material, temperature, and radar wavelength. Temperatures and wavelengths do not have a significant impact, but precisely what needs to be considered and the type of material should be taken into account. If the radar is used and the temperature is under reasonable conditions, The value is 0.93.

그리고 나서 우리는 얼음보다 물로 된 대기 수상에 주로 관심을 둔다고 하면 K값이 1이므로, [수학식 3]이 된다.Then, if we are primarily interested in the atmospheric water of ice rather than ice, then the K value is 1, so we have (Equation 3).

Figure pat00008
Figure pat00008

여기서, C2는 위의 C1과는 다른 것이다. [수학식 3]이 바로 레이더 빔을 가득 채운 기상 목표물에 대한 방정식이다. 이 식에 의하면, 수신된 전력은 폭풍우의 레이더 반사 요인에 비례하고 거리의 제곱에 반비례한다. 폭풍우가 강하면 강할수록 반사도도 강해지고 수신되는 전력도 세진다. 거리 변화 또한 중요하다. Here, C 2 is different from C 1 above. Equation (3) is an equation for a meteorological target that fills the radar beam. According to this equation, the received power is proportional to the radar reflection factor of the storm and is inversely proportional to the square of the distance. The stronger the storm, the stronger the reflection and the more power it receives. Distance change is also important.

본 발명의 핵심은 레이더 반사도 z에 대한 것이므로 z를 기준으로 재배열하면, [수학식 4]가 된다.Since the core of the present invention is to the radar reflectivity z, rearranging with respect to z results in (4).

Figure pat00009
Figure pat00009

[수학식 4]의 상수 C3는 레이더 상수(RADAR CONSTANT로 단위 : mm6/m3mW-1km-2)이다. 이하에서는 레이더 반사도 z에 대해 잠시 검토해 보도록 한다. 여기서, 반사도라는 것은 기상학적인 변수로서 샘플 볼륨 안에 있는 입자의 크기와 숫자에 의해 결정되는 것이다. The constant C 3 in Equation (4) is a radar constant (unit: mm 6 / m 3 mW -1 km -2 in a RADAR CONSTANT). In the following, we will examine the radar reflectivity z for a while. Here, reflectivity is a meteorological variable that is determined by the size and number of particles in the sample volume.

z가 갖는 거대한 범위 값 보다는 숫자를 좁혀서 보는 게 편하다. 이렇게 하려면 원래의 선형 함수를 로그함수로 만드는 것이다. 따라서, 레이더 반사도 Z를 [수학식 5]와 같이 정의할 수 있다.It is convenient to narrow the number rather than the large range value of z. To do this, make the original linear function a log function. Therefore, the radar reflectivity Z can be defined as: " (5) "

Figure pat00010
Figure pat00010

레일리 산란 조건(레이더 반사 단면적이 파장보다 작을 때)에 대해서 Z 는 알려진 특성이다.For a Rayleigh scattering condition (when the radar cross sectional area is smaller than the wavelength), Z is a known characteristic.

Figure pat00011
Figure pat00011

또는

Figure pat00012
or
Figure pat00012

여기서 D : precipitation diameter [mm], N(D)는 단위 부피당 강하 입자들의 농도 수 또는 크기 분포 [m-3]를 말한다.Where D is the precipitation diameter [mm], and N (D) is the concentration number or size distribution of droplets per unit volume [m-3].

Marshall-Palmer 관계식에서 강우율(rainrate)의 함수로서 빗방울에 대한 크기 분포 특성을 근사적으로 제공하면서, 크기 분포는 역 지수 함수 형태의 분포를 나타낸다고 하였는데 다음과 같다.In the Marshall-Palmer relation, the size distribution provides an approximate distribution of the size distribution for raindrops as a function of the rainrate, while the distribution of the size indicates the distribution of the inverse exponential function type.

Figure pat00013
Figure pat00013

여기서 N0=8000/(m3mm)이고, D는 방울의 직경(mm), 그리고 람다는 [수학식 8]에 의해 구해지고, R은 강우율-Rainrate(mm/h)이다. Here, N 0 = 8000 / (m 3 mm), D is the diameter of the droplet (mm), and Lambda is obtained by Equation (8) and R is the rainfall rate -Rainrate (mm / h).

Figure pat00014
Figure pat00014

역 지수 함수(inverse exponential distribution)를 [표 1]에 그래프로 나타내었다.The inverse exponential distribution is shown graphically in [Table 1].

Figure pat00015
Figure pat00015

한편, [수학식 7]에 [수학식 6]을 대입하면, [수학식 9]가 생성된다.On the other hand, if [Equation 6] is substituted into [Equation 7], Equation 9 is generated.

Figure pat00016
Figure pat00016

한편, 적분 테이블에서 무한 적분에 대한 잘 알려진 일반해를 찾아 적용하면, [수학식 10]으로 나타내진다. 여기서,

Figure pat00017
인 감마 함수이다.On the other hand, if a well-known general solution to the infinite integral is found and applied in the integral table, it is expressed by the following equation (10). here,
Figure pat00017
Lt; / RTI >

Figure pat00018
Figure pat00018

그리고 [수학식 9]와 [수학식 10]을 치환시켜 보면, [수학식 11]이 된다.Substituting Equations (9) and (10) results in Equation (11).

Figure pat00019
Figure pat00019

Figure pat00020
Figure pat00020

따라서, N0과 람다를 알면, [수학식 11]으로부터 Z를 구할 수 있다. N0와 람다는 우적계(disdrometer)나 ZD-P등의 방법으로 측정하여 알 수 있다.
Therefore, if N 0 and lambda are known, Z can be obtained from the equation (11). N 0 and lambda can be measured by disdrometer or ZD-P method.

예를 들어 MP48과 [수학식 7], R=25.4mm/h일 때라면,For example, when MP48 and [Equation 7] R = 25.4 mm / h,

Figure pat00021
Figure pat00021

[수학식 11]로부터

Figure pat00022
From Equation (11)
Figure pat00022

위의 값에 상용로그를 취하면 Z = 45.3 dBZ 이 된다.Taking a common log to the above value, Z = 45.3 dBZ.

지금까지 강우율로부터 레이더 반사도 Z를 구하는 과정이었다면 역으로 반사도로부터 강우율을 추정 산출하는 것이 가능하다.If the process of obtaining the radar reflectivity Z from the precipitation rate up to now is possible, it is possible to estimate the precipitation rate from the reflectivity inversely.

강우율이란 지표면에 내리는 비와 같은 물질의 흐름(flux)으로 FR로 표기하고 단위 시간당 단위 면적에 내린 비의 흐름으로 정의한다(단위는 kg/m2s이다).Rainfall rate is defined as the flow of a substance, such as rain on the surface, expressed as FR and expressed as the flow of rain per unit time per unit time (in kg / m 2 s).

N(D)가 주어졌을 때 강우율-Rainrate은 [수학식 12]와 같이 정의되어 계산된다.When N (D) is given, the rainfall rate -Rainrate is calculated as defined in [Equation 12].

Figure pat00023
Figure pat00023

여기서 m(D)는 비와 같은 물질의 질량으로 kg, N(D)는 크기분포로 1/m3mm이고, V(D)는 낙하속도로 m/s이다.Where m (D) is the mass of the same material, kg, N (D) is the size distribution of 1 / m 3 mm, and V (D) is the drop rate in m / s.

Figure pat00024
Figure pat00024

이를 [수학식 12]에 대입하면,Substituting this into Equation (12)

Figure pat00025
[수학식 8]
Figure pat00026
Figure pat00025
&Quot; (8) "
Figure pat00026

[수학식 10] 감마함수에서

Figure pat00027
[Equation 10] In the gamma function,
Figure pat00027

Figure pat00028
Figure pat00028

Figure pat00029
Figure pat00029

그런데 Rain rate [R]은 통상적으로 시간당 내린 비의 깊이 (mm/h)로 표현된다. [R]을 구하기 위해서 위에서 구한 Rainrate FR을 밀도로 나누고 시간 단위를 바꾸고 깊이를 mm로 바꾼다.However, the Rain rate [R] is usually expressed as the depth of the rain per hour (mm / h). To find [R], divide Rainrate F R by the density, change the unit of time, and change the depth to mm.

Figure pat00030
Figure pat00030

Figure pat00031
Figure pat00031

[단위]

Figure pat00032
[unit]
Figure pat00032

비의 낙하 속도 V(D)로부터 나온 a,b는 이와 관련한 1977년 Atlas 와 Ulbrich에 의한 경험식으로 표현되며 그 것은 [수학식 16]과 같다.The a and b derived from the falling velocity V (D) of the rain are expressed by the empirical equation of Atlas and Ulbrich in 1977 relating to this, and this is expressed by Equation (16).

Figure pat00033
Figure pat00033

[수학식 11]과 [수학식 15]를 조합해서 Z-R관계식을 발전시켜 보게 되면 [수학식 17]과 같이 레이더 반사도 Z 측정값으로부터 R을 추정해 볼 수 있다.When the Z-R relation is developed by combining the equations (11) and (15), R can be estimated from the radar reflectivity Z measurement value as shown in equation (17).

Figure pat00034
Figure pat00034

Figure pat00035
Figure pat00035

그러면 Z-R관계식은 power law form 으로 [수학식 18]과 같이 표현할 수 있다.Then, the Z-R relation can be expressed as a power law form as shown in Equation (18).

Figure pat00036
Figure pat00036

본 발명에서는 상술한 바와 같은 식들을 강우정보 생성알고리즘으로 처리하여 반사도 신호로부터 강우율-RAINRATE 즉, 강수 정보를 구하는 것이다.In the present invention, the above-described equations are processed by a rainfall information generating algorithm to obtain rainfall rate -RAINRATE, that is, precipitation information from the reflectivity signal.

GPS 정보 수신부(330)는 GPS(400)로부터 관심 구역의 GPS 정보를 전송받는다.The GPS information receiving unit 330 receives the GPS information of the area of interest from the GPS 400. [

GIS 정보 수신부(340)는 GIS(500)로부터 관심 구역의 GIS 정보를 전송받는다.The GIS information receiving unit 340 receives GIS information of the area of interest from the GIS 500.

화면출력 정보 생성부(350)는 사용자 단말기로부터 어느 관심 구역의 강수정보를 제공받고자 하는 요청을 입력받으면, 그 관심 구역의 GPS 정보, GIS 정보, 강수 정보를 연계시켜 가공 처리한 뒤 화면 출력 정보를 생성한다.The screen output information generating unit 350 processes the GPS information, the GIS information, and the precipitation information of the area of interest, processes the processed information, and outputs the screen output information .

강수 정보는 레이더에서 관측 영역을 초기 설정할 때 위도 및 경도 데이터를 알아낼 수 있으므로 수평 좌표 상의 각각의 pixel 또한 위도 및 경도를 산출하여 포함시킬 수 있다. 각각의 PIXEL 격자는 각각 고유의 위도, 경도, 강수 정보를 갖는다. 화면출력 정보 생성부(350)에서는 이 PIXEL 격자에 대해서 GIS, GPS를 연결하여 연동 처리함으로써 구체적인 지리정보와 같이 사용자에게 강수 정보를 제공할 수 있게 한다. Since the precipitation information can be used to determine the latitude and longitude data when the observation area is initially set in the radar, each pixel on the horizontal coordinate can also be calculated by including latitude and longitude. Each PIXEL grid has its own latitude, longitude, and precipitation information. The screen output information generating unit 350 connects the GIS and the GPS to the PIXEL grid and performs interlocking processing so that the user can provide the user with the precipitation information like the specific geographical information.

중앙처리부(360)는 사용자 단말기(600)로부터 상기 국지 강수 추정 서버에 접속하고자 하는 요청을 입력받으면, 인증절차를 수행하고 인증을 획득한 사용자가 소정 관심 구역의 강수 정보를 제공받고자 하는 요청을 입력하면, 그 관심 구역의 강수 정보가 실시간으로 제공되도록 처리한다.When the central processing unit 360 receives a request to access the local precipitation estimation server from the user terminal 600, the central processing unit 360 performs an authentication procedure and inputs a request for the user who has obtained the authentication to receive precipitation information of a predetermined area of interest , It processes the precipitation information of the area of interest to be provided in real time.

또한, 중앙처리부(360)는, 인증을 획득한 사용자 단말기(600)로부터 국지 강수 추정 서버의 원격 제어 요청신호를 입력받으면, 그 사용자 단말기(600)가 원격으로 국지 강수 추정 서버를 제어할 수 있도록 처리한다. 즉, 사용자는 관심 구역의 선택 및 이동, 강수함수의 변경, 국지기상레이더 시스템의 제어, 강우율 정보의 인터넷 접속을 통한 원격지 전송 등의 조작을 행할 수 있다.The central processing unit 360 receives the remote control request signal of the local precipitation estimation server from the user terminal 600 that has obtained the authentication so that the user terminal 600 can remotely control the local precipitation estimation server . That is, the user can perform operations such as selection and movement of a region of interest, change of a precipitation function, control of a local weather radar system, and remote transmission of rainfall rate information through an Internet connection.

저장부(370)에는 강우정보 생성 알고리즘이 저장된다.
The storage unit 370 stores a rainfall information generation algorithm.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에만 국한되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 첨부된 특허청구범위에 의해 정해지는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The present invention has been shown and described with respect to specific preferred embodiments thereof. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications may be made without departing from the technical spirit of the present invention by those skilled in the art. Accordingly, the scope of the present invention should be construed as being determined not by the specific embodiments but by the appended claims.

100 : 해양 레이더 200 : AD 컨버터
300 : 국지 강수 추정 서버 310 : 레이더 반사도 신호 수신부
320 : 강수정보 생성부 330 : GPS 정보 수신부
340 : GIS 정보 수신부 350 : 화면 출력정보 생성부
360 : 중앙처리부 370 : 저장부
400 : GPS 500 : GIS
600 : 사용자 단말기
100: Marine radar 200: AD converter
300: local precipitation estimation server 310: radar reflectivity signal receiver
320: precipitation information generating unit 330: GPS information receiving unit
340: GIS information receiving unit 350: Screen output information generating unit
360: central processing unit 370:
400: GPS 500: GIS
600: User terminal

Claims (20)

관심 구역을 관측하는 해양 레이더;
상기 해양 레이더 주변에 설치된 펜스;
해양 레이더로부터 소정 신호를 입력받은 뒤, AD 변환하여 레이더 반사도 신호를 생성하는 AD 컨버터; 및
상기 AD 컨버터로부터 레이더 반사도 신호를 전송받고, 그 레이더 반사도 신호를 기 설정된 강우정보 생성 알고리즘에 반영하여 그 관심 구역의 강수 정보를 생성하여 제공하는 국지 강수 추정 서버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 시스템.
Marine radar observing areas of interest;
A fence installed around the marine radar;
An AD converter for receiving a predetermined signal from the marine radar and then performing AD conversion to generate a radar reflectivity signal; And
And a local precipitation estimation server that receives the radar reflectivity signal from the AD converter and reflects the radar reflectivity signal to a preset rain information generation algorithm to generate and provide precipitation information of the area of interest, To estimate local precipitation.
제1항에 있어서, 상기 해양 레이더는,
상기 관심 구역을 PPI(Plan Position Indicator) 방식으로 주사하여 관측하는 것을 특징으로 하는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 시스템.
The navigation system according to claim 1,
Wherein the region of interest is scanned by a PPI (Plan Position Indicator) method and observed.
제1항에 있어서, 상기 펜스는,
상기 해양 레이더에 의해 생성되는 하향 빔을 반사시켜 클러터(clutter)를 제거하는 것을 특징으로 하는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 시스템.
The method of claim 1,
And the clutter is removed by reflecting the downward beam generated by the marine radar. ≪ Desc / Clms Page number 15 >
제1항에 있어서, 상기 국지 강수 추정 서버는,
AD 컨버터로부터 레이더 반사도 신호를 전송받는 레이더 반사도 신호수신부;
상기 레이더 반사도 신호를 기 설정된 강우정보 생성 알고리즘에 반영하여 국지 강수 정보를 생성하는 강수정보 생성부;
GPS로부터 관심 구역의 GPS 정보를 전송받는 GPS 정보 수신부;
GIS로부터 관심 구역의 GIS 정보를 전송받는 GIS 정보 수신부; 및
사용자 단말기로부터 어느 관심 구역의 강수정보를 제공받고자 하는 요청을 입력받으면, 그 관심 구역의 GPS 정보, GIS 정보, 강수 정보를 연계시켜 가공 처리한 뒤 화면 출력 정보를 생성하는 화면출력 정보 생성부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 시스템.
The system of claim 1, wherein the local precipitation estimating server comprises:
A radar reflectivity signal receiver receiving the radar reflectivity signal from the AD converter;
A precipitation information generation unit for generating the local precipitation information by reflecting the radar reflectivity signal to the predetermined rainfall information generation algorithm;
A GPS information receiver for receiving GPS information of a region of interest from the GPS;
A GIS information receiving unit that receives GIS information of a region of interest from the GIS; And
A screen output information generating unit for generating a screen output information after processing the GPS information, the GIS information, and the precipitation information of the area of interest when the request for receiving the precipitation information of the interest area is received from the user terminal; And estimating local precipitation using a marine radar.
제4항에 있어서, 상기 국지 강수 추정 서버는,
강우정보 생성 알고리즘이 저장되는 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 시스템.
5. The method of claim 4, wherein the local precipitation estimating server comprises:
And a storage unit in which a rainfall information generating algorithm is stored, wherein the local rainfall estimating unit estimates local rainfall using a marine radar.
제5항에 있어서, 상기 국지 강수 추정 서버는,
사용자 단말기로부터 상기 국지 강수 추정 서버에 접속하고자 하는 요청을 입력받으면, 인증절차를 수행하는 중앙처리부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 시스템.
6. The method of claim 5, wherein the local precipitation estimating server comprises:
And a central processing unit for performing an authentication procedure upon receiving a request from the user terminal to access the local precipitation estimation server.
제6항에 있어서, 상기 중앙처리부는,
상기 인증절차를 수행하여 인증을 획득한 사용자가 소정 관심 구역의 강수 정보를 제공받고자 하는 요청을 입력하면, 그 관심 구역의 강수 정보가 실시간으로 제공되도록 처리하는 것을 특징으로 하는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 시스템.
7. The apparatus of claim 6,
Wherein when the user who has performed the authentication procedure and obtains the authentication inputs a request to receive precipitation information of a predetermined area of interest, it processes the precipitation information of the area of interest to be provided in real time, A system for estimating precipitation.
제7항에 있어서, 상기 중앙처리부는,
인증을 획득한 사용자 단말기로부터 국지 강수 추정 서버의 원격 제어 요청신호를 입력받으면, 그 사용자 단말기가 원격으로 국지 강수 추정 서버를 제어할 수 있도록 처리하는 것을 특징으로 하는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 시스템.
8. The apparatus according to claim 7,
When receiving the remote control request signal of the local precipitation estimation server from the user terminal that has obtained the authentication, processes the remote control request so that the user terminal can control the local precipitation estimation server remotely. System.
제1항에 있어서, 상기 펜스는,
상기 해양 레이더에 의해 조사되는 전자기파를 반사시키는 반사면; 및
상기 반사면을 지지하는 펜스 지지대;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 시스템.
The method of claim 1,
A reflecting surface for reflecting electromagnetic waves irradiated by the marine radar; And
And a fence support for supporting the reflecting surface. ≪ Desc / Clms Page number 15 >
제9항에 있어서,
상기 펜스 지지대의 높이는 해양 레이더가 주사하는 빔 중심선과 일치하고, 상기 반사면의 크기는 상기 빔 중심선 아래로 향하는 하향 빔의 물리적인 크기에 대응되며, 상기 반사면의 수평각은 각도는 하향 빔 각도의 여각보다 작은 것임을 특징으로 하는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 시스템.
10. The method of claim 9,
The height of the fence support corresponds to the beam centerline scanned by the marine radar, the size of the reflection surface corresponds to the physical size of the downward beam directed below the beam centerline, and the horizontal angle of the reflection surface is the angle of the downward beam angle The system estimates local precipitation using a marine radar that is smaller than the crest.
해양 레이더로 관심 구역을 주사하여 관측하는 (A)단계;
상기 해양 레이더로부터 소정 신호를 입력받은 뒤, AD 컨버터가 AD 변환하여 레이더 반사도 신호를 생성하는 (C)단계;
상기 AD 컨버터로부터 국지 강수 추정 서버가 레이더 반사도 신호를 전송받고, 그 레이더 반사도 신호를 기 설정된 강우정보 생성 알고리즘에 반영하여 그 관심 구역의 강수 정보를 생성하여 제공하는 (D)단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 방법.
(A) scanning the area of interest with an ocean radar to observe;
(C) receiving a predetermined signal from the marine radar, and then AD converting the AD converter to generate a radar reflectivity signal;
(D) receiving a radar reflectivity signal from the AD converter and receiving the radar reflectivity signal and reflecting the radar reflectivity signal to a preset rain information generation algorithm to generate and provide precipitation information of the area of interest A method for estimating local precipitation using a marine radar feature.
제11항에 있어서, 상기 해양 레이더는,
상기 관심 구역을 PPI(Plan Position Indicator) 방식으로 주사하여 관측하는 것을 특징으로 하는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 방법.
The method of claim 11, wherein the marine radar comprises:
Wherein the region of interest is scanned by a PPI (Plan Position Indicator) method and observed.
제11항에 있어서, 상기 (A)단계와 상기 (C)단계 사이에,
상기 해양 레이더에 의해 생성되는 하향 빔을 상기 해양 레이더 주변에 설치된 펜스가 반사시켜 클러터(clutter)를 제거하는 (B)단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 방법.
12. The method of claim 11, further comprising, between step (A) and step (C)
Further comprising the step of: (B) removing a clutter by reflecting a downward beam generated by the marine radar to a fence installed around the marine radar to estimate local precipitation using a marine radar How to.
제11항에 있어서,
상기 (D)단계는,
레이더 반사도 신호수신부가 상기 AD 컨버터로부터 레이더 반사도 신호를 전송받는 단계;
상기 레이더 반사도 신호를 강수정보 생성부가 기 설정된 강우정보 생성 알고리즘에 반영하여 국지 강수 정보를 생성하는 단계;
GPS 정보 수신부가 GPS로부터 관심 구역의 GPS 정보를 전송받는 단계;
GIS 정보 수신부가 GIS로부터 관심 구역의 GIS 정보를 전송받는 단계;
화면출력 정보 생성부가 사용자 단말기로부터 어느 관심 구역의 강수정보를 제공받고자 하는 요청을 입력받으면, 그 관심 구역의 GPS 정보, GIS 정보, 강수 정보를 연계시켜 가공 처리한 뒤 화면 출력 정보를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 방법.
12. The method of claim 11,
The step (D)
Receiving a radar reflectivity signal from the AD converter;
Generating the local precipitation information by reflecting the radar reflectivity signal to the rainfall information generation algorithm set by the precipitation information generation unit;
Receiving GPS information of the area of interest from the GPS;
Receiving the GIS information of the area of interest from the GIS;
Generating screen output information by processing the GPS information, the GIS information, and the precipitation information of the area of interest when the screen output information generating unit receives a request for receiving the precipitation information of the area of interest from the user terminal; And estimating local precipitation using a marine radar.
제11항에 있어서,
상기 강우정보 생성 알고리즘을 저장부에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 방법.
12. The method of claim 11,
Further comprising the step of storing the rainfall information generating algorithm in a storage unit.
제11항에 있어서,
상기 국지 강수 추정 서버가 사용자 단말기로부터 상기 국지 강수 추정 서버에 접속하고자 하는 요청을 입력받으면, 인증절차를 수행하는 (E)단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 방법.
12. The method of claim 11,
Further comprising the step of: (E) performing an authentication procedure when the local precipitation estimation server receives a request from the user terminal to access the local precipitation estimation server, wherein the local precipitation estimation server How to.
제16항에 있어서,
상기 (E)단계에 의해 사용자 단말기가 인증을 획득하면, 국지 강수 추정 서버가 그 사용자 단말기가 원격으로 국지 강수 추정 서버를 제어할 수 있도록 처리하는 (F)단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 방법.
17. The method of claim 16,
And (F) when the user terminal obtains the authentication by the step (E), the local precipitation estimation server processes the local precipitation estimation server so that the user terminal can remotely control the local precipitation estimation server A method of estimating local precipitation using marine radar.
제17항에 있어서,
상기 국지 강수 추정 서버가, 인증을 획득한 상요자 단말기로부터 국지 강수 추정 서버의 원격 제어 요청신호를 입력받으면, 그 사용자 단말기가 원격으로 국지 강수 추정 서버를 제어할 수 있도록 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 방법.
18. The method of claim 17,
And a step of processing the local precipitation estimation server so that the user terminal can remotely control the local precipitation estimation server when receiving the remote control request signal of the local precipitation estimation server from the authorized user terminal A method for estimating local precipitation using a marine radar feature.
제11항에 있어서, 상기 펜스는,
상기 해양 레이더에 의해 조사되는 전자기파를 반사시키는 반사면; 및
상기 반사면을 지지하는 펜스 지지대;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 방법.
12. The method of claim 11,
A reflecting surface for reflecting electromagnetic waves irradiated by the marine radar; And
And a fence support for supporting the reflective surface. ≪ Desc / Clms Page number 19 >
제19항에 있어서,
상기 펜스 지지대의 높이는 해양 레이더가 주사하는 빔 중심선과 일치하고, 상기 반사면의 크기는 상기 빔 중심선 아래로 향하는 하향 빔의 물리적인 크기에 대응되며, 상기 반사면의 수평각은 각도는 하향 빔 각도의 여각보다 작은 것임을 특징으로 하는 해양 레이더를 이용하여 국지 강수를 추정하는 방법.
20. The method of claim 19,
The height of the fence support corresponds to the beam centerline scanned by the marine radar, the size of the reflection surface corresponds to the physical size of the downward beam directed below the beam centerline, and the horizontal angle of the reflection surface is the angle of the downward beam angle Wherein the method further comprises the step of estimating local precipitation using a marine radar.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108761440A (en) * 2018-05-10 2018-11-06 芜湖航飞科技股份有限公司 A kind of ship monitoring method and system based on the radar exploration technique

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