위성신호 반사계측(GNSS-Reflectometry) 기술은 위성으로부터 전송되는 신호의 지표면 혹은 해수면에 반사되는 신호를 측정하여 분석하는 기법으로서, 해수면 높이측정, 태풍 및 기상이변, 그리고 토양의 수분 및 적설량 측정 등에 활용되고 있다. 본 논문에서는 GNSS-R 기술의 해양 활용확대와 그 가능성을 살펴보기 위하여, 위성신호의 신호대잡음비를 이용하는 GNSS-R 기술의 개념과 측정원리에 대해 설명하고, 국제적인 활용 사례를 조사하여 제시하였다. 특히 GNSS-R 기술을 기존 DGNSS 기준국 및 상시관측소 인프라를 이용하여 해양안전 및 환경 모니터링에 활용 가능할 뿐만 아니라, 지상 및 해양기준국, 위성기반, 해상선박 탑재 측면에서의 해양 응용 가능분야를 조사하여 제안하였다.

자연재해 발생을 예방하기 위한 방재센서 기술이 중요하며 광섬유를 이용한 센서에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 논문은 광섬유 센서 내장 탄소섬유시트로 보강된 RC보의 계측된 데이터로 결함 탐지 연구를 수행하였다. 미분의 국부적 변동 특성을 이용한 Method Ⅰ과 컨벌루션 방법을 이용한 Method Ⅱ를 비교, 분석하였다. 다른 차원의 데이터를 비교하기 위해서 무차원화 시켰으며, 분석 결과 Mehtod Ⅱ가 결함의 위치를 예리하게 잘 탐지하는 것으로 나타났다. Method Ⅱ인 컨벌루션에 사용 되는 필터 벡터를 잘 응용하면 더 좋은 효과를 기대할 수 있을 것으로 판단된다.

오래된 구조물의 내부 결함은 그 구조물의 안전에 큰 영향을 미친다. 따라서 안전에 문제가 생기기 전에 미리 검사를 진행하고 발견하는 것이 중요하다. 가장 쉽고 효율적인 방법은 육안으로 구조물을 진단하는 것이나, 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 교량과 같은 구조물에서 부식이나 공극 같은 결함들은 피복으로 감싸져 있어 육안으로는 확인이 불가하다. 따라서 내부 결함도 진단할 수 있는 비파괴검사방법을 이용하여 진단해야 한다. 본 연구에서 사용되는 기술은 전력용 케이블을 진단할 때 주로 사용되는 시간 영역의 반사파 계측법과 시간-주파수 영역의 반사파를 적용하여 종단지점에 부착된 측정기계에서 인가한 신호가 이동하는 중 전기적 임피던스 변화에 의해 발생하는 반사파를 분석하는 기술로 측정시간 단축, 검사의 간편성과 같은 측면에서 훨씬 큰 효율성을 가진다. 하지만 토목 구조물은 전력용 케이블과 달리 내부 구조가 복잡하여, 실제 진단을 진행하는데 어려움이 있기에 본 연구에서는 실제 실험과 COMSOL을 이용한 시뮬레이션의 결과를 확인 및 비교하여 시뮬레이션의 정확도와 적용가능성을 확인하였고, 반사파 계측법이 복잡한 구조물을 대상으로도 사용 가능한지 그 가능성 또한 보았다. 또한 더 나아가, 시뮬레이션을 통해 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 교량의 덕트 내부에 공극 및 부식과 같은 결함이 생겼을 때, 그 결함들이 반사파에 미치는 영향을 보았다.

본 연구는 FDR(Frequency Domain Reflectometry) 센서를 이용하여 코코넛 코이어 배지에서 급액 공급관리에 적합한 수분측정 장소를 찾고 보다 정밀한 측정 방안을 제시하기 위한 기초 실험으로 급액구에서의 측정거리와 위치 그리고 노이즈 필터 사용에 따른 수분변화와 편차를 조사하였다. 시판되는 코코넛 코이어 슬라브 중 coir dust 와 chip의 함량이 10:0, 7:3, 5:5, 3:7인 배지들을 사용했고 배지 윗면과 측면에 급액구부터 5, 10, 20, 30cm의 거리를 두어 센서를 설치하여 동일한 급액을 공급한 후 수분변화를 측정하였으며, 노이즈 필터 사용 여부에 따른 수분변화는 내부가 균일한 인공토양인 글라스 비드를 포수하여 설치간격 0, 6, 12, 21cm에서 측정하였다. 배지조성에 상관없이 센서가 급액구에 가까울수록 높은 수분함량 증가를 나타내었다. 배지 조성 3:7과 10:0에서는 윗면과 측면 측정에 따른 배지 수분함량 변화 특성이 차이를 보이지 않았으나 5:5와 7:3에서는 윗면을 측정시 보다 높은 수분함량 증가를 보였다. Chip 함량이 상대적으로 많은 3:7 배지에서는 다른 배지들보다 수분함량 증가가 낮았다. 노이즈 필터를 사용하게 되면 측정치 변동과 편차가 감소하였다. 따라서, 코코넛 코이어 배지에서 FDR센서를 이용해 배지 수분 계측시 급액구에 가까운 거리의 윗면을 측정하는 것이 급액 이후 배지내 변화를 관측이 용이하다. 다수의 센서를 사용하여 측정할 경우에는 센서 간 간격을 21cm 이상으로 넓게 설치하도록 하며, 노이즈 필터는 측정 안정성 향상을 위해 사용을 권장한다.

본 연구는 토마토 수경재배에서 Frequency Domain Reflectometry(FDR) 센서를 활용한 무배액 시스 템에 적합한 코이어 배지의 chip과 dust 비율을 구명하기 위한 기초 실험으로 chip 함량에 따른 일일 급액량, 배액량, 배지의 용적당 수분함량 및 전기전도도, 식물생육, 과실 수량과 수분이용효율 측정을 목적으로 수행되었다. 시판 코이어 슬라브 중 chip과 dust 부피비율이 0 : 100%, 30 : 70%, 50 : 50%, 70 : 30%인 것과 대조구로 시판 rockwool 배지와 2층 슬라브, 즉 1층에 chip함량과 2층에 dust함량이 15 : 85%, 25 : 75%, 35 : 65%인 것을 사용하여 실험하였다. 실험에 사용된 배지 중 0 : 100%와 rockwool 배지는 전 생육기간 동안 배액이 배출 되지 않았고 나머지 모든 배지에서도 극소량의 배액이 배출되었다. 일일 평균 급액량은 시판 슬라브와 2층 슬라브 배지 모두에서 chip 함량에 따라 다르게 나타났다. 식물 생육, 상품과 수량 및 수분이용효율은 chip과 dust의 비율이 0 : 100%인 시판 슬라브에서 가장 높게 나타났다. 따라서, FDR센서에 의한 자동급액 방식으로 토마토 작물을 재배 할 때 chip과 dust 부피비율이 0 : 100%인 코이어 배지를 사용할 경우 식물이 더욱 효과적으로 수분을 이용하여 생산량이 증가되면서도 배액을 최소화하거나 배액을 창출하지 않아 환경오염을 감소시킬 수 있다. FDR 센서에 의해 자동 급액되는 시스템에서 1회 급액량과 급액간격 기능을 생육단계별로 조정하여 배지의 물리성에 따른 급액 일정에 대한 세밀한 실험이 앞으로 수행될 계획이다.

TDR 수분함량 측정 센서를 이용하여 암면 슬라브 배지의 수분함량, 수분분포, 배액 시점의 특성과 포수 시킨 슬라브 배지의 수분함량 분포를 중량법(로드셀 이용)과 TDR 법으로 비교하였다. 배지수분 함량이 40%, 50%, 60%를 TDR 센서 3개의 평균값을 기준으로 급액시점을 정하며 5~6개월간 파프리카 72주를 유리온실에서 재배하였다. 두 곳의 급액 포인트로부터 등간격으로 설치된 5개의 TDR 센서를 이용하며 건조상태에서 0.2L씩 식 증액시키면서 급액시 슬라브내의 수분분포 특성을 살펴본 결과 급액 장소와 관계없이 슬라브내의 위치별 수분 분포가 매우 유사한 값을 나타내었다. 슬라브내의 포화수분 상태에서 TDR 센서값은 약 58~65% 사이의 값을 나타내었으며, 약 50~55%의 수분함량 조건에서 배액이 시작되는 것을 확인 할 수 있었다. 배양액으로 완전 포화시킨 슬라브의 TDR 값은 100%를 보인 반면 중량법으로 측정한 유효수분함량(v/v, %)은 90%를 나타내었다. 그러나 증발에 의해 슬라브내의 수분함량이 낮아지면서, 두 측정간의 오차도 줄어들어, 약 60% 이하의 수분함량 조건에서 두 측정방식간의 오차는 5%미만을 보였다. 이러한 결과는 과채류 급액 제어 방식으로 TDR 센서의 이용 가능성을 확인 할 수 있었으며, 급액 시점을 3가지 배지수분조건으로 파프리카를 재배하였을 때 파프리카의 과수, 과중, 식물체의 엽면적 또는 경장과 같은 모든 요인에서 유의적인 차이를 발견 할 수 없었다.

쏘일네일은 원위치 지반보강 공법으로써 사면 및 터널, 지하구조물의 보강에 널리 사용되고 있다. 일반적으로 쏘일네일의 안정성 평가는 한계평형해석법에 의한 사면안정해석결과를 이용하여 설계기준안전율을 반영한다. 하지만 설계기준안전율을 만족하여도 쏘일네일의 길이가 짧으면 과다 변위가 발생해 지반의 안정성에 문제가 발생할 수 있다. 따라서 정확한 쏘일네일의 길이를 파악하여 지반의 안정성을 확보해야 한다. 본 연구는 전자기파의 시간영역반사법(Time Domain Reflectometry, TDR)을 이용하여 쏘일네일의 길이를 산정하기 위한 선행 연구로써 그라우팅을 하지 않은 일반철근과 커플러로 연결한 철근이 신호에 미치는 영향을 연구하는데 목적이 있다. 여러 길이의 철근과 커플러로 연장된 철근을 다양한 길이로 연결하고 TDR을 이용하여 전자기파를 발생시켜 시간영역반사법을 통해 철근의 길이를 분석하였다. 그 결과 철근의 길이가 증가함에 따라 반사되어 돌아오는 전자기파의 시간이 비례하여 증가하였으며 커플러로 연장된 철근에서도 그 길이에 해당하는 시간을 얻을 수 있었다. 본 연구의 결과는 전자기파를 이용한 시간영역반사법이 시공된 쏘일네일의 길이를 산정하기 위하여 적용 가능성이 있음을 보여준다.

흙-함수특성곡선(Soil-Water Characteristic Curve, SWCC)은 모관흡수력과 포화도 혹은 체적함수비 사이의 관계를 나타내어주는 불포화토 고유의 물성으로서 불포화토의 흐름특성을 이해하고 함수량에 따른 흙의 강도 및 응력 거동특성을 해석하는 데 필수적인 요소이다. 흙-함수특성곡선에 대한 선행 연구결과들의 경우, 건조 및 습윤과정에서의 간극수 유출입량을 측정하여 모관흡수력에 대한 체적함수비를 산출하여 왔다. 본 연구에서는, 압력판 추출 시험기(VPPE)에 전자기파의 시간영역반사법(Time Domain Reflectometry, TDR)을 도입하여 불포화토의 건조 및 습윤과정에 따른 유전상수 측정을 통해 체적함수비를 산정하고자 하였다. 압력판 추출 시험기는 압력셀, 압력조절장치, 뷰렛 시스템, TDR 프로브로 구성된다. 압력조절장치로 압력셀 내부에 공기압을 가하여 모관흡수력을 조절하였고, 가압범위는 0.1kPa-50kPa으로 설정하였다. 모관흡수력 변화에 따라 시료내 함수량이 변화하였으며, 뷰렛 시스템을 통하여 변화량을 측정하였다. 프로브의 경우 압력셀 내부에 설치하고, 프로브 양단에서 발생되는 전자기파의 반사 신호를 이용하여 유전율을 산정하였다. 실험결과, 전자기파의 시간영역반사법에 의해 산정된 체적함수비는 시료의 체적함수비와 높은 상관성을 나타내었다. 본 논문은 흙-함수특성곡선 연구에 시간영역반사법을 접목시켜 불포화토의 함수특성을 파악하고, 기존 방식과의 비교를 통해 함수특성곡선 결과에 대해 검증할 수 있다는 점에서 의미가 있다.

본 연구에서는 천이상태의 비포화 오염원 이송확산 특성을 분석하기 위하여 토양의 물리, 화확적 특성을 알고 있는 두 종류의 현장토양(SUS,KUS)을 이용하여 1차원 실내실험을 수행하였는데, 천이상태의 토양내 함수량과 오염원의 농도를 측정하기 위하여 본 연구에서 개발한 TDR을 이용한 농도측정법을 이용하였으며, 질량평형을 이용하여 측정방법의 정도도 분석하였다. 실험결과에 의하면 급격한 습윤전선의 전진에 따른 종형의 함수량 변화를 관측할 수 있었고, 이때

본 연구에서는 TDR의 반향파의 특성과 총토양전기전도도의 관계를 이용한 비포화 토양에서의 용존오염원 농도를 측정하는 방법을 개발하였다. 본 연구에서 제안한 방법은 두 가지 중요한 관계를 결합한 것으로 첫 번째는 함수량이 일정할 경우 전기전도도와 토양수 농도는 선형관계를 유지한다는 것이며, 두 번째는 천이상태의 용존여염원의 농도를 측정할 수 있게 하기 위해 함수량과 전기전도도의 관계를 설정하는 것이다. 함수량과 전기전도도의 관계를 추정하는 식들이 여러 연

최근, 국내외에서 TDR(Time Domain Reflectometry)기법을 이용한 토양 함수량 측정이 유용한 기술로써 받아들여져 오고 있다. Topp 등, (1980)에 의하여 최초로 제안된 경험식이 TDR에 의해 측정된 유전상수로부터 토양 함수량을 결정하는 데에 폭넓게 적용되어져 왔다. 그러나, 이 방법의 적용범위는 중간 입자 조성의 토양(Medium-testured soils)에 한해서 제한되어져 왔다. 본 연구에서는 Topp 모델이 사력토(Sa

비포화대에서의 지하수 오염원의 이송을 관측하는 것은 매우 어려운 거승로 알려져 있다. 본 연구에서는 함수량과 농도가 다른 시료를 이용하여 비포화 용존 오염원의 농도를 측정하기 위한 TDR의 적용가능성에 대한 검정실험을 수행하였다. 초기전자기파에 대한 TDR반향파의 감쇄정도를 이용하여 토양의 총전기전도도를 측정하게 되는데 이때 함수량이 일정할 경우 총전기전도도와 토양수의 농도관계는 선형관계를 유지한다는 가정을 기본으로한다. 본 연구에서는 세가지의 농도와

비포화 흐름에 관하 실험은 토양내 물의 이송특성을 밝히는 매우 중요한 의미를 가지고 있다. 하지만 Tensiometer와 같은 전통적인 측정방법은 비교적 길기 때문에 함수량이 급격하게 변하는 비정상류 비포화흐름을 측정하는데 상당한 어려움이 따른다. 본 연구에서는 TDR을 이용하여 이러한 문제를 해결할 수 있는 함수량 측정방법을 소개하고자 한다. TDR은 구형파를 발생시키는 함수방생기와 반향파를 분석하는 오실로스코프로 구성되어 있다. 토양속에 설치된 탐침