원형레일 기반 지상 SAR 시스템에서의 안테나 위치 정밀 제어 기술 재발

Abstract

원형레일을 기반으로 하는 지상 SAR 시스템인 ArcSAR 시스템에서 간섭(interferometry)기법의 적용이 가능한 정밀한 지상 SAR 영상을 획득하기 위해서는 안테나 위치의 정밀한 제어가 요구된다. 본 연구에서는 자력 선형 스케일(Magnetic Linear Scale)을 이용하여 기존 ArcSAR 시스템에서의 안테나 위치 값의 정확도를 분석하였으며 자력 엔코더(Encoder) 값을 이용하여 안테나 위치를 정밀하게 제어할 수 있는 기술을 개발하였다. 기존의 ArcSAR 시스템의 제어 체계에서는 안테나 회전 각도에 대한 평균 RMS 오차가 <TEX>$0.043^{\circ}$</TEX>였으나, 본 기술을 통해 <TEX>$0.006^{\circ}$</TEX>로 감소시킬 수 있었다. 이는 3미터 길이의 arm을 기준으로 할 때, 안테나 위치 정확도에 대한 평균 RMS 오차가 2.262mm에서 0.324mm로 감소된 것에 해당한다. 본 기술을 통해 매우 정밀한 지상 SAR 영상자료의 획득이 가능하게 되었으며 향후 간섭기법의 적용을 통해 지반 및 대형 구조물의 미세변위에 대한 초정밀 모니터링에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. Precise control of antenna position is very critical in ArcSAR system which uses an arc-rail as a platform for the antenna movement instead of linear rail. In order to minimize the antenna positional error, we improved the motion driving system and applied a newly developed motion control S/W which utilizes the real time antenna position information from magnetic linear scale and encoder. The experimental results showed that the rotational RMS error was reduced to <TEX>$0.0062^{\circ}$</TEX> from <TEX>$0.0432^{\circ}$</TEX>. In terms of antenna positional RMS error for the arm length of 3m, it was reduced to 0.324mm from 2.262mm. It is expected that the ArcSAR system can be used to monitor the sub-millimetric displacement of terrain and structural targets.