KR102626569B1 - 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은, 달 탐사 위성의 감마선 분광기로부터 실시간으로 데이터를 수집하고 분석하기 위한 행성 탐사 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템은, 감마선 분광기가 구비된 행성 탐사 위성으로부터 감마선 데이터를 포함하는 원시 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 모니터링 하고자 하는 시간 범위와 표시환경을 설정하여 입력하는 환경 설정부; 입력된 상기 시간 범위에 따라 수집한 상기 원시 데이터를 시간별 및 항목별로 분류 및 처리된 파일링 데이터를 저장하는 데이터 처리부; 및 저장된 상기 파일링 데이터를 그래픽 데이터로 시각화 하는 시각화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템은, 감마선 분광기가 구비된 행성 탐사 위성으로부터 감마선 데이터를 포함하는 원시 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 모니터링 하고자 하는 시간 범위와 표시환경을 설정하여 입력하는 환경 설정부; 입력된 상기 시간 범위에 따라 수집한 상기 원시 데이터를 시간별 및 항목별로 분류 및 처리된 파일링 데이터를 저장하는 데이터 처리부; 및 저장된 상기 파일링 데이터를 그래픽 데이터로 시각화 하는 시각화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 분광기 데이터 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 달 탐사 위성의 감마선 분광기로부터 실시간으로 데이터를 수집하고 분석하기 위한 행성 탐사 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
감마선 분광계는 미지의 동위원소로부터 나오는 감마선의 에너지를 측정하는 기기로 원자력 분야 및 지질화학, 천체물리학 등의 분야에서 이용되고 있다. 특히, 행성탐사 시 물의 존재 여부 등의 확인을 위해서는 감마선 분광 기술의 적용이 필수적이다.
그리고, 특히, 달 탐사 위성(다누리, KPLO)에 구비되는 감마선 분광기는 매10초 마다 자료를 수집하는데, 100% duty로 연속해서 자료를 저장한다.
따라서 하루에 저장되는 자료의 개수는 24*3600/10개로 상당히 많은 숫자이며, 각 데이터 파일에는 여러 가지의 측정자료를 포함하고 있기 때문에, 측정자료가 정상적인 자료인지 확인하고 분석하고자 하는 특정 기간 동안에 수집된 자료를 일일이 분류하여 필요에 따라 각각의 데이터를 분석 데이터로 처리하고 이를 확인하는 작업이 매우 어려운 실정이다.
이에 행성 탐사 위성으로부터 보내온 감마선 분광 데이터 등의 자료가 정상적인지 확인하고, 행성 탐사 상황 및 감마선 분광 데이터에 대한 분석이 용이하도록 모니터링 할 수 있는 시스템 및 방법 개발이 요구된다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 행성 탐사 위성으로부터 수집된 데이터로부터 특별한 신호가 잡히지 않았는지 등을 모두 한눈에 직관적으로 확인할 수 있고, 분석이 용이한 데이터를 확보할 수 있는 행성 탐사 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템 및 방법을 제공하고자 함이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템은, 감마선 분광기가 구비된 행성 탐사 위성으로부터 감마선 데이터를 포함하는 원시 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 모니터링 하고자 하는 시간 범위와 표시환경을 설정하여 입력하는 환경 설정부; 입력된 상기 시간 범위에 따라 수집한 상기 원시 데이터를 시간별 및 항목별로 분류 및 처리된 파일링 데이터를 저장하는 데이터 처리부; 및 저장된 상기 파일링 데이터를 그래픽 데이터로 시각화하는 시각화부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템에서, 상기 데이터 수집부는, 미리 설정된 시간 간격으로 원시 데이터 및 탐사 환경정보를 수신하는 수신부; 및 수신된 상기 원시 데이터 및 탐사 환경정보를 저장하는 데이터 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템에서, 상기 탐사 환경정보는, 상기 감마선 분광기 정보, 상기 위성 정보 및 감마선 분광 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템에서, 상기 환경 설정부의 시간 설정은, 년, 월, 일, 시, 분 및 초 단위를 선택하여 시작과 끝을 설정하여 시간 범위를 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템에서, 상기 데이터 처리부는, 상기 원시 데이터가 스펙트럼 데이터의 경우, 상기 시간 범위 내의 적어도 하나 이상의 채널에서 수집된 데이터를 합산하여 시간별 및 항목별로 분류하는 합산부; 및 분류된 상기 데이터를 파일이름 및 시간범위 정보를 포함하는 메시지 정보로 구분되는 파일링 데이터를 저장하는 파일 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템에서, 상기 시각화부는, 다수개의 채널에서 수집되는 스펙트럼 데이터를 그래프로 표시하는 스펙트럼 표시부; 및 감마선 분광기 정보, 탐사 위성 정보 및 감마선 정보를 포함하는 탐사환경 정보를 그래프로 표시하는 탐사환경 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템에서, 상기 스펙트럼 표시부는, 다수의 채널에서 수집된 백그라운드가 차감된 주분광기 및 차폐분광기 스펙트럼 데이터의 설정 기간 내의 자료가 합산된 결과를 다수개의 그래프로 표시하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템에서, 상기 감마선 분광기 정보는, 상기 감마선 분광기의 주 분광기 및 차폐 분광기의 고전압 평균값과, 상기 감마선 분광기의 내부 온도 값을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템에서, 상기 위성 정보는, 탐사하는 행성 중심으로부터 상기 위성의 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템에서, 상기 감마선 정보는, 감마선 폭발 데이터와 감마선 총 카운트 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 방법은, (a) 데이터 수집부가 행성 탐사 위성으로부터 일정 주기로 감마선 데이터를 포함하는 원시 데이터를 수집하는 단계; (b) 시간 설정부에 모니터링 하고자 하는 시간 범위가 입력되는 단계; (c) 데이터 처리부가 입력된 시간 범위에 따라 수집한 상기 원시 데이터를 시간별 및 항목별로 분류 처리된 다수개의 파일링 데이터를 저장하는 단계; 및 (d) 시각화부가 저장된 상기 파일링 데이터 중 선택된 파일링 데이터를 그래픽 데이터로 시각화하는 단계를 포함하는 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 방법에서, 상기 (a) 단계는, 미리 설정된 시간 간격으로 수집된 원시 데이터 및 탐사 환경정보를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 방법에서, 상기 (c) 단계는, (c1) 합산부가 상기 원시 데이터 중 스펙트럼 데이터를 설정된 상기 시간 범위 내의 적어도 하나의 채널에서 수집된 데이터를 합산하여 시간별 및 항목별로 분류하는 단계; 및 (c2) 파일 저장부가 분류된 데이터를 파일이름 및 시간범위 정보를 포함하는 메시지 정보로 구분되는 파일링 데이터를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 컴퓨터프로그램은 상술한 탐사 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터프로그램을 특징으로 한다.
기타 실시 예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시 예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.
본 발명에 의하면, 특정한 기간 동안의 자료를 추출하기 위해 모아진 모든 자료에서 기간별로의 자료를 디스플레이 함으로써, 특정기간에 발생된 자료상 문제나 또는 연구 관심기간의 자료를 추출하여 그 기간을 특별히 분석 및 연구할 수 있도록 자료 추출 기능을 수행할 수 있는 행성 탐사 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 의하면, 하나의 화면에 표시된 그래프들을 통해 사용자는 각 데이터가 시간 순서대로 잘 정렬되어 있는지, 데이터에 오류가 있지는 않은 지, 특별한 신호가 잡히지 않았는지 등을 모두 한눈에 직관적으로 확인할 수 있는 행성 탐사 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템 및 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템의 블록 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탐사 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 방법의 상세 흐름을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 달 탐사 위성의 감마선 데이터 모니터링 시스템 및 방법을 적용하여 나타나는 모니터링 화면의 UI 블록을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 달 탐사 위성의 감마선 데이터 모니터링 시스템 및 방법을 적용하여 나타나는 감마선 분광 데이터 모니터링 화면의 실제 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탐사 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 방법의 상세 흐름을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 달 탐사 위성의 감마선 데이터 모니터링 시스템 및 방법을 적용하여 나타나는 모니터링 화면의 UI 블록을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 달 탐사 위성의 감마선 데이터 모니터링 시스템 및 방법을 적용하여 나타나는 감마선 분광 데이터 모니터링 화면의 실제 예를 나타낸 도면이다.
본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.
즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.
본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.
더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"라고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결하기 위한 제3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.
반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.
마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제1", "제2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.
또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니 된다.
또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.
본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.
또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대해 상세한 설명은 생략될 수도 있다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템(100)의 블록 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템(100)은, 데이터 수집부(110), 환경 설정부(120), 데이터 처리부(130) 및 시각화부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 데이터 수집부(110)는, 감마선 분광기가 구비된 위성(10)으로부터 감마선 분광 데이터를 포함하는 원시 데이터와 위성(10) 및 감마선 분광기 정보를 포함하는 탐사 환경정보를 수집하는 구성일 수 있다.
감마선 분광기는 달 궤도선의 감마선 분광기(GRS)는 달의 구성에 대한 데이터를 수집하도록 설계될 수 있고, 이 분광기는 방사성 동위원소와 달 표면의 우주선 상호 작용에 의해 방출되는 감마선의 에너지를 측정하는 장치이다.
분광기가 감지한 감마선은 각 원소가 특정 에너지를 가진 감마선을 방출하기 때문에 달 표면에 존재하는 원소에 대해 알려줄 수 있고, 이러한 에너지를 측정하여 원소를 식별하고 그 양을 추정할 수도 있다.
감마선 분광기로 수집한 데이터는 일반적으로 매우 복잡하고 정교한 분석이 필요한데, 원시 데이터는 일반적으로 각 에너지 레벨에서 감지된 감마선 수를 그래프로 나타낸 스펙트럼의 형태를 취할 수 있다.
감마선 분광기는 달 표면의 상위 수십 센티미터에 있는 원소만 감지할 수 있다는 한계점은 있으나, 그럼에도 불구하고 달의 지질과 잠재적 자원을 이해하는 데 감마선 분광기가 제공하는 데이터는 매우 유용할 수 있다.
그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 데이터 수집부(110)는, 미리 설정된 시간 간격으로 원시 데이터 및 탐사 환경정보를 수신하는 수신부(111)와, 수신된 상기 원시 데이터 및 탐사 환경정보를 저장하는 데이터 저장부(113)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 탐사 환경정보는, 감마선 분광기 정보, 탐사 위성(10) 정보 및 감마선 분광 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
달 등의 행성 탐사 위성(10)과 본 발명 실시예에 따른 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템(100)의 데이터 교신은, 위성(10)과 지상국(Ground Station)과의 할당된 특정 주파수의 무선 통신을 통해 교신할 수 있고, 지상국과 본 발명의 실시예에 따른 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템(100)의 수신부(111)와의 유선 또는 무선 통신을 통해 데이터를 교신할 수 있다.
즉, 행성 탐사 위성(10)에서 수집한 데이터는 위성(10) 내의 통신 시스템을 통해 지상국으로 전송되고, 지상국에서는 해당 데이터를 수신하고 본 발명의 실시예에 따른 모니터링 시스템(100)으로 전송할 수 있다.
또한, 행성 탐사 위성(10)과 지구 간의 통신 시간은 거리와 통신 속도에 의해 결정되고, 지구와의 통신이 가능한 시간대에만 데이터 송신과 송수신이 이루어질 수 있고, 수신부(111)는 일정 시간 간격 또는 주기로 상술한 원시 데이터 및 탐사 환경정보를 수신받을 수 있다.
또한, 저장부는 수신된 상기 원시 데이터 및 탐사 환경정보를 저장하는 장치로서, 가공 처리되지 않은 원시 데이터(Raw data) 저장소이다.
그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 환경 설정부(120)는, 모니터링 하고자 하는 시간 범위와 표시환경을 설정하여 입력하는 구성일 수 있다. 즉, 모니터링 하고자 하는 시간 범위를, 년, 월, 일, 시, 분 및 초 등의 시간 단위로 시작 시간과 종료 시간을 설정할 수 있고, 시각화부(140)에서 그래픽 데이터로 표시하는 경우의 다수의 표시 조건을 설정할 수 있도록 하여 사용자의 요구에 맞춤형으로 모니터링 환경을 설정할 수 있는 구성을 제공한다.
데이터 처리부(130)는, 입력된 상기 시간 범위에 따라 수집한 상기 원시 데이터를 시간별 및 항목별로 분류 및 처리된 파일링 데이터를 저장하는 구성으로, 수집된 데이터를 합산하여 시간별 및 항목별로 분류하는 합산부(131)와, 파일링 데이터를 저장하는 파일 저장부(133)를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 합산부(131)는, 원시 데이터가 스펙트럼 데이터의 경우, 설정된 시간 범위 내의 적어도 하나 이상의 채널에서 수집된 데이터를 합산하여 시간별 및 항목별로 분류하는 구성일 수 있다.
여기서 각 채널에서 수집된 데이터를 합산(Summing) 과정은 원시 데이터에서 필요한 정보를 모아서 합산하는 과정을 의미하는 것으로, 감마선 분광기로부터 얻은 원시 데이터는 각 시간 단위마다 여러 항목의 값이 기록되어 있다.
이러한 원시 데이터를 가공하여 필요한 정보만을 추출하고, 시간 범위에 해당하는 데이터들을 더해서 새로운 데이터를 생성하는 것이 합산(Summing) 과정이다.
이와 같이 각 채널 별 감마선 분광 데이터를 합산(Summing)하는 이유와 그 장점은 다음과 같다.
1) 데이터 압축: 감마선 분광기는 매우 빠른 속도로 데이터를 측정하여 수집한다. 매시간마다 측정된 여러 항목의 데이터가 누적되면 매우 큰 용량이 될 수 있기 때문에, 합산(Summing)을 통해 시간 범위에 해당하는 데이터를 하나로 합치면 원시 데이터보다 훨씬 적은 용량으로 데이터를 저장할 수 있다.
2) 정보 추출: 원시 데이터에는 관심 있는 정보 외에도 여러 항목의 데이터가 포함되어 있을 수 있기 때문에, 합산(Summing)을 통해 필요한 정보만을 추출하여 저장하면 분석이나 시각화에 필요한 데이터만을 다룰 수 있다.
3) 데이터 분석 용이성: 합산(Summing)을 거친 데이터는 더 정제된 형태이기 때문에 데이터 분석이 더 용이해지고, 데이터의 크기가 줄어들고, 필요한 정보만을 포함하고 있으므로 분석 작업이 더 빠르고 효율적으로 이루어질 수 있다.
4) 실시간 모니터링 및 시각화: Summing된 데이터는 짧은 시간 간격마다 생성되므로 실시간으로 데이터를 모니터링하고 시각화 하는 데 유용하다. 실시간으로 감마선 활동을 확인하고 대응하는데 필요한 정보를 빠르게 얻을 수 있다.
5) 데이터 관리의 용이성: 합산(Summing) 된 데이터는 각 시간 범위에 해당하는 하나의 파일로 정리되어 있기 때문에 데이터 관리가 더 편리하고, 각 시간대마다 하나의 파일을 저장하므로 검색과 백업이 용이하고 데이터의 일관성과 정확성을 더 보장할 수 있다.
따라서 합산(Summing)은 원시 데이터를 효율적으로 관리하고, 필요한 정보를 추출하여 분석과 시각화에 활용하는데 필요한 중요한 과정일 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 파일 저장부(133)는, 분류된 데이터를 파일이름 및 시간범위 정보를 포함하는 메시지 정보로 구분되는 파일링 데이터를 저장하는 구성일 수 있다.
여기서 저장된 파일은 테이블 형식 데이터 구조를 갖는 파일이 바람직하고, CSV, 스프레드시트 파일 등과 같이, 각각의 데이터 각 항목을 쉼표 또는 다른 구분 문자로 나타내는 데이블 형식 데이터 구조의 파일을 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 시각화부(140)는, 저장된 상기 파일링 데이터를 그래픽 데이터로 시각화 하는 구성으로, 다수개의 채널에서 수집되는 스펙트럼 데이터를 그래프로 표시하는 스펙트럼 표시부(141)와, 감마선 분광기 정보, 탐사 위성(10) 정보 및 우주 감마선 정보를 포함하는 탐사환경 정보를 그래프로 표시하는 탐사환경 표시부(144)를 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같이, 위성(10)의 감마선 분광기 데이터를 다수의 채널별로 한눈에 직관적으로 확인할 수 있는 그래픽 데이터로 표시함으로써, 달 등의 행성의 지질 및 자원 정보를 효율적으로 모니터링 할 수 있을 뿐만 아니라, 효과적으로 분석을 위한 자료로 즉시 사용할 수 있다는 큰 장점이 있다.
여기서, 스펙트럼 표시부(141)는, 다수의 채널에서 수집된 백그라운드가 차감된 주분광기 및 차폐분광기 스펙트럼 데이터의 설정 기간 내의 자료가 합산된 결과를 다수개의 그래프로 표시하는 것일 수 있다.
즉, 스펙트럼 표시부(141)는, 환경 설정부(120)를 통해 입력된 설정 기간 내의 스펙트럼 데이터에서 1) 백그라운드가 차감된 주 분광기 분광 데이터, 2) 백그라운드가 참감된 차폐분광기 분광 데이터, 3) 백그라운드 차감 전 주 분광기 스펙트럼 데이터, 4) 백그라운드 차감 전 차폐 분광기 스펙트럼 데이터를 그래픽 데이터로 처리하여 시각화 할 수 있다. 여기서, 주 분광기의 스펙트럼 데이터는 높은 이득(gain)에서의 신호처리 및 낮은 이득(gain)에서의 신호처리 데이터를 포함할 수 있다.
그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 탐사환경 표시부(144) 그래프로 표시하는 탐사 환경정보에서, 감마선 분광기 정보는, 감마선 분광기의 주 분광기 및 차폐 분광기의 고전압 평균값과, 상기 감마선 분광기의 내부 온도 값을 포함할 수 있다.
또한, 위성(10) 정보는, 탐사하고자 하는 행성(달) 중심부로부터 위성(10)의 위치 정보를 포함할 수 있고, 우주 감마선 정보는, 감마선 폭발 데이터와 감마선 총 카운트 정보를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 탐사 위성(10)의 감마선 분광기 데이터 모니터링 방법의 상세 흐름을 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 탐사 위성(10)의 감마선 분광기 데이터 모니터링 방법은, (a) 데이터 수집부(110)가 위성(10)으로부터 일정 주기로 감마선 데이터를 포함하는 원시 데이터를 수집하는 단계(S100)와, (b) 시간 설정부에 모니터링 하고자 하는 시간 범위가 입력되는 단계(S200)와, (c) 데이터 처리부(130)가 입력된 시간 범위에 따라 수집한 상기 원시 데이터를 시간별 및 항목별로 분류 처리된 다수개의 파일링 데이터를 저장하는 단계(S300)와, (d) 시각화부(140)가 저장된 상기 파일링 데이터 중 선택된 파일링 데이터를 그래픽 데이터로 시각화 하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.
여기서, (a) 단계(S100)는, 미리 설정된 시간 간격으로 수집된 원시 데이터 및 탐사 환경정보를 저장하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, (c) 단계(S300)는, (c1) 합산부(131)가 상기 원시 데이터 중 스펙트럼 데이터를 설정된 상기 시간 범위 내의 적어도 하나의 채널에서 수집된 데이터를 합산하여 시간별 및 항목별로 분류하는 단계(S310)와, (c2) 파일 저장부(133)가 분류된 데이터를 파일이름 및 시간범위 정보를 포함하는 메시지 정보로 구분되는 파일링 데이터를 저장하는 단계(S320)를 포함할 수 있다.
이하에서 본 발명의 실시예에 따른 탐사 위성(10)의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템(100) 및 방법을 달 탐사 위성(10) 감마선 데이터 모니터링 시스템(100) 및 방법에 적용한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 달 탐사 위성(10)의 감마선 데이터 모니터링 시스템(100) 및 방법을 적용하여 나타나는 모니터링 화면의 UI 블록을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 달 탐사 이성의 감마선 데이터 모니터링 시스템(100) 및 방법을 적용하여 나타나는 감마선 분광 데이터 모니터링 화면의 실제 예를 나타낸 도면이다.
이하의 감마선 분광기는 달 표면에서 나오는 감마선을 측정하는 달 탐사 위성(10)의 탑재체로서, 감마선 분광기에서 측정된 데이터는 달 표면의 방사선 원소별로 고유한 에너지준위(keV)의 감마선을 방출하는 것을 이용하여 달 표면원소를 구별하는데 활용하고, 달의 우주방사선 환경지도 등을 작성하는데 활용할 수 있다.
일예로, 다누리의 감마선 분광기는 달 궤도상에서 24시간 내내 매 10초 마다 달의 감마선 관측자료를 수집할 수 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 달 탐사 위성(10)으로부터 수집된 데이터 합산(Summing) 기능은 시각화부(140)에서 출력된 모니터링 UI 이미지의 ① 영역을 통해 설정 입력하여 데이터 합산 기능을 수행하도록 명령할 수 있다. 즉 본 발명의 실시예에 따른 탐사 위성(10)의 감마선 데이터 모니터링 시스템(100)의 환경 설정부(120)에서 수행할 수 있다.
즉, 이 영역에서 원하는 시간 범위를 입력하면 데이터 저장부(113)에 미리 지정된 경로로 저장되어 있는 원시 데이터(Raw Data)와 PP Data로부터 필요한 정보를 모아서 하나의 문서로 정리할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 달 탐사 위성(10)의 감마선 데이터 모니터링 시스템(100) 및 방법에 적용되는 합산된 데이터에 들어가는 정보 목록은 다음의 [표 1]에 나타내는 바와 같다.
| Summed Data에 들어가는 정보의 목록 | |
| 번호 | 정보 목록 |
| 1 | LG Anti-Coincidence spectrum 8192ch |
| 2 | LG Raw spectrum 8192ch |
| 3 | HG Anti-Coincidence spectrum 4096ch |
| 4 | HG Raw spectrum 4096ch |
| 5 | BLPS Anti-Coincidence spectrum 1028ch |
| 6 | BLPS Raw spectrum 1028ch |
| 7 | Gamma Burst |
| 8 | Total count |
| 9 | Packet No |
| 10 | DeadTime |
| 11 | HV_LaBr3_Avg |
| 12 | BLPS_LaBr3_Avg |
| 13 | Temperature |
| 14 | Lunar Center - KPLO Distance (km) |
| 15 | KGRS boresight intercept (lunar coordinate) |
| 16 | Moon - KGRS boresight separation (degree) |
① 영역을 통해 입력하는 시간 범위는 시작 시간과 끝나는 시간 두 가지를 입력하며, '년, 월, 일, 시, 분, 초' 단위로 입력이 가능하다.
또한, 원본이 되는 원시 데이터(Raw Data)와 PP Data에서 미리 지정된 항목의 정보만을 가지고 온다. 해당하는 정보 목록은 [표 1]에 나타낸 바와 같이, 1번부터 13번까지의 정보는 원시 데이터(Raw Data)에서 가져오고, 14번부터 16번까지의 정보는 PP Data에서 가져온다.
그리고, [표 1]에 나타낸 바와 같이, 1번부터 6번까지의 스펙트럼 데이터는 각 항목별로 채널의 개수만큼 값들이 포함되어 있으며, 각 값들은 ';'로 구분된다.
입력한 시간 범위에 포함되는 모든 데이터의 값들이 합산된 형태로 저장된다. 따라서 완성된 합산 데이터(Summed Data)에는 각 항목별로 하나의 스펙트럼이 들어가게 된다.
즉, 1번부터 6번 이외의 항목은 각 항목당 하나의 값이 들어가며, 이 값이 별도의 변형 없이 시간 순서대로 전부 완성된 합산 데이터(Summed Data)에 저장된다. 데이터 처리부(130)의 합산부(131)를 통해 합산 데이터(Summed Data) 생성이 완료되고 파일 저장부(133)에 의해 CSV 파일 등의 파일링 데이터로 저장된다.
여기서, 생성된 파일의 이름과 소요 시간 등이 아래 메시지 박스에 뜨게 된다.
그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 완성된 합산 데이터(Summed Data)의 목록은 ② 영역에서 확인할 수 있고, 해당 목록에서 원하는 파일을 클릭하면 오른쪽 영역에 파일의 내용이 그래프로 표시된다.(③ 및 ④ 영역) 이때, ④ 영역에는 6개의 스펙트럼 데이터가 그래프로 표시되며, 그 바깥의 ③ 영역에는 나머지 항목들이 그래프로 표시된다.
여기서, 도 4에 도시된 바와 같이, ④ 영역의 6개 스펙트럼 데이터는, 1) 낮은 이득(gain)에서 신호처리된 백그라운드가 차감된 주 분광기 분광 데이터, 2) 높은 이득(gain)에서 신호처리된 백그라운드가 차감된 주 분광기 분광 데이터, 3) 백그라운드가 차감된 차폐분광기 분광 데이터, 4) 낮은 이득(gain)에서 신호처리된 백그라운드 차감 전 주 분광기 스펙트럼 데이터, 5) 높은 이득(gain)에서 신호처리된 백그라운드 차감 전 주 분광기 스펙트럼 데이터 및 6) 백그라운드 차감 전 차폐 분광기 스펙트럼 데이터를 포함하는 6개의 그래픽 데이터로 표시할 수 있다.
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, ③ 영역에서, 감마선 분광기 정보로서, 감마선 분광기의 주 분광기 및 차폐 분광기의 고전압 평균값에 대한 그래프 데이터와, 감마선 분광기의 내부 온도 값을 그래프 데이터로 표시할 수 있다.
또한, 위성(10) 정보는 탐사하고자 하는 달 중심부로부터 위성(10)간 거리 정보(Lunar Center - KPLO distance), 1일간 궤도선의 이동 구간정보(KGRS boresignt intercept) 및 1일간 KGRS가 바라보는 중심으로부터 각도구간(Moon-KGRS boresight separation) 정보를 그래프로 표시되고, 우주 감마선 정보로서, 감마선 폭발 데이터(Gamma Burst)와 감마선 총 카운트 정보(Total count)를 그래프로 표시할 수 있다.
여기서, boresight intercept는 위성(10) 탐사에서 위성의 시선 방향과 목표물(달)의 위치 사이의 각도를 말하는 것으로, boresight intercept가 작을수록 위성(10)은 목표물을 더 정확하게 탐색할 수 있다.
또한, boresight intercept는 위성(10)의 센서 성능, 위성(10)의 위치, 목표물의 위치 등 여러 가지 요인에 의해 결정될 수 있는데, 위성(10)의 센서 성능이 좋을수록, 위성(10)의 위치가 목표물에 가까울수록, 목표물의 위치가 위성(10)의 시선 방향에 가까울수록 boresight intercept은 작아진다.
boresight separation은 두 개의 물체가 서로를 향해 있는 각도를 말하는 것으로, boresight separation이 작을수록 두 물체는 서로를 더 가까이 마주보고 있음을 의미한다.
또한, boresight separation은 두 물체의 크기, 두 물체 사이의 거리, 두 물체의 속도 등 여러 가지 요인에 의해 결정되고, 두 물체의 크기가 클수록, 두 물체 사이의 거리가 짧을수록, 두 물체의 속도가 빠를수록 boresight separation은 작아진다.
이처럼, 표시된 그래프들을 통해 사용자는 각 데이터가 시간 순서대로 잘 정렬되어 있는지, 데이터에 오류가 있지는 않은지, 특별한 신호가 잡히지 않았는지 등을 모두 한눈에 직관적으로 확인할 수 있다.
또한, 각 그래프는 도 3의 그래프 제어 패널(Graph control panel)를 통해 X-축 범위를 조정하여 설정할 수 있어 원하는 시간 범위, 혹은 원하는 채널의 스펙트럼만 확대하여 확인하는 것도 가능하다.(도 1의 환경 설정부(120)에서 기능을 수행한다.)
상술한 본 발명의 실시예에 따른 위성(10)의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템(100) 및 방법에 적용되는 프로그램은 합산 데이터(Summed Data)를 매일 하루 단위로 하나씩 생성하여 감마선 분광기(KGRS) 데이터를 모니터링하는 용도로 활용되고 있고, 더 짧거나 더 긴 기간 범위에서도 데이터를 모아서 확인할 수 있어 데이터 연구를 위해 다양한 용도로 활용이 가능하는 장점이 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 위성(10)의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템(100) 및 방법에 적용되는 프로그램은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현될 수 있다. 상기의 프로그램을 구현하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀 질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기테이프, 플로피 디스크, 광 디스크 등을 포함할 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 작성되고 실행될 수 있다.
이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시 예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시 예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.
또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.
10 : 행성 탐사 위성
100 : 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템
110 : 데이터 수집부
111 : 수신부
113 : 데이터 저장부
120 : 환경 설정부
130 : 데이터 처리부
131 : 합산부
133 : 파일 저장부
140 : 시각화부
141 : 스펙트럼 표시부
144 : 탐사환경 표시부
100 : 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템
110 : 데이터 수집부
111 : 수신부
113 : 데이터 저장부
120 : 환경 설정부
130 : 데이터 처리부
131 : 합산부
133 : 파일 저장부
140 : 시각화부
141 : 스펙트럼 표시부
144 : 탐사환경 표시부
Claims (14)
- 감마선 분광기가 구비된 행성 탐사 위성으로부터 감마선 데이터를 포함하는 원시 데이터를 수집하는 데이터 수집부;
모니터링 하고자 하는 시간 범위와 표시환경을 설정하여 입력하는 환경 설정부;
입력된 상기 시간 범위에 따라 수집한 상기 원시 데이터를 시간별 및 항목별로 분류 및 처리된 파일링 데이터를 저장하는 데이터 처리부; 및
저장된 상기 파일링 데이터를 그래픽 데이터로 시각화 하는 시각화부를 포함하되,
상기 데이터 처리부는,
상기 원시 데이터가 스펙트럼 데이터의 경우, 상기 시간 범위 내의 적어도 하나 이상의 채널에서 수집된 데이터를 합산하여 시간별 및 항목별로 분류하는 합산부; 및
분류된 상기 데이터를 파일이름 및 시간범위 정보를 포함하는 메시지 정보로 구분되는 파일링 데이터를 저장하는 파일 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 데이터 수집부는,
미리 설정된 시간 간격으로 원시 데이터 및 탐사 환경정보를 수신하는 수신부; 및
수신된 상기 원시 데이터 및 탐사 환경정보를 저장하는 데이터 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템.
- 제2항에 있어서,
상기 탐사 환경정보는,
상기 감마선 분광기의 정보, 상기 위성의 정보 및 감마선 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는,
위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 환경 설정부의 시간 설정은,
년, 월, 일, 시, 분 및 초 단위를 선택하여 시작과 끝을 설정하여 시간 범위를 설정하는 것을 특징으로 하는,
위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 시각화부는,
다수개의 채널에서 수집되는 스펙트럼 데이터를 그래프로 표시하는 스펙트럼 표시부; 및
감마선 분광기 정보, 탐사 위성 정보 및 감마선 정보를 포함하는 탐사환경 정보를 그래프로 표시하는 탐사환경 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템.
- 제6항에 있어서,
상기 스펙트럼 표시부는,
다수의 채널에서 수집된 백그라운드가 차감된 주분광기 및 차폐분광기 스펙트럼 데이터의 설정 기간 내의 자료가 합산된 결과를 다수개의 그래프로 표시하는 것을 특징으로 하는,
위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템.
- 제6항에 있어서,
상기 감마선 분광기 정보는,
상기 감마선 분광기의 주 분광기 및 차폐 분광기의 고전압 평균값과,
상기 감마선 분광기의 내부 온도 값을 포함하는 것을 특징으로 하는,
위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템.
- 제6항에 있어서,
상기 위성 정보는,
탐사하는 행성 중심으로부터 상기 위성의 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템.
- 제6항에 있어서,
상기 감마선 정보는,
감마선 폭발 데이터와 감마선 총 카운트 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는,
위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템.
- (a) 데이터 수집부가 행성 탐사 위성으로부터 일정 주기로 감마선 데이터를 포함하는 원시 데이터를 수집하는 단계;
(b) 시간 설정부에 모니터링 하고자 하는 시간 범위가 입력되는 단계;
(c) 데이터 처리부가 입력된 시간 범위에 따라 수집한 상기 원시 데이터를 시간별 및 항목별로 분류 처리된 다수개의 파일링 데이터를 저장하는 단계; 및
(d) 시각화부가 저장된 상기 파일링 데이터 중 선택된 파일링 데이터를 그래픽 데이터로 시각화 하는 단계를 포함하되,
상기 (c) 단계는,
(c1) 합산부가 상기 원시 데이터 중 스펙트럼 데이터를 설정된 상기 시간 범위 내의 적어도 하나의 채널에서 수집된 데이터를 합산하여 시간별 및 항목별로 분류하는 단계; 및
(c2) 파일 저장부가 분류된 데이터를 파일이름 및 시간범위 정보를 포함하는 메시지 정보로 구분되는 파일링 데이터를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
탐사 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 방법.
- 제11항에 있어서,
상기 (a) 단계는,
미리 설정된 시간 간격으로 수집된 원시 데이터 및 탐사 환경정보를 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는,
탐사 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 방법.
- 삭제
- 컴퓨터에 제11항 또는 제12항의 탐사 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터프로그램.
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|---|---|---|---|
| KR1020230107348A KR102626569B1 (ko) | 2023-08-17 | 2023-08-17 | 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템 및 방법 |
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|---|---|---|---|
| KR1020230107348A KR102626569B1 (ko) | 2023-08-17 | 2023-08-17 | 위성의 감마선 분광기 데이터 모니터링 시스템 및 방법 |
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