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고속 카메라를 사용한 태양연구

고속 카메라를 사용한 태양연구. 박 형 민. 순 서. 연구목적 목 표 내 용 예측결과 활용방안. 태양연구의 중요성. 태양활동이 지구 기후 환경에 영향 지구주변 우주 공간 환경을 지배 우리에게서 가장 가까이 있는 별 코로나 가열문제 고에너지 복사 , 고에너지 입자의 생성기원 자기장의 기원. 연구목표. 고속 카메라 관측시스템 구축 고속 영상 포착 기술 플레어 초기 에너지 방출 연구 비열적 전자가열에 대한 H-  방출의 공간분포 , 시간적 변화

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고속 카메라를 사용한 태양연구

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Presentation Transcript

  1. 고속 카메라를 사용한 태양연구 박 형 민

  2. 순 서 • 연구목적 • 목 표 • 내 용 • 예측결과 • 활용방안

  3. 태양연구의 중요성 • 태양활동이 지구 기후 환경에 영향 • 지구주변 우주 공간 환경을 지배 • 우리에게서 가장 가까이 있는 별 • 코로나 가열문제 • 고에너지 복사,고에너지 입자의 생성기원 • 자기장의 기원

  4. 연구목표 • 고속 카메라 관측시스템 구축 • 고속 영상 포착 기술 • 플레어 초기 에너지 방출 연구 • 비열적 전자가열에 대한 H-방출의 공간분포, 시간적 변화 • 홍염의 내부 운동 및 폭발과정 연구 • 플라즈마의 수평 운동 성분 결정

  5. 연구내용 • 기본 관측 시스템 구축 – 1차년 • 플레어 연구 – 2차년 • 홍염 연구 – 3차년

  6. 1차년-기본체제 구축 • 고성능 CCD 카메라, 통제형 하드웨어 • 기본 소프트웨어 구입 • 카메라 작동시험 • 카메라 통제/자료축적 소프트웨어 개발 • 국내 망원경을 이용한 시험 • 외국 망원경을 이용한 시험

  7. 고성능 CCD 카메라 • 자료 저장 범위 • 빠른 속도 • 적당한 픽셀수 • 연구에 필요한 감도 : CaⅡK ~ H- • 복잡하지 않은 것 - 휴대성 고려 • 프로그램으로 제어 • 신뢰할 만한 회사와 품질

  8. 통제용 하드웨어,라이브러리 • Frame grabber -Interface Card • 고속컴퓨터 • 빠른 처리속도, 충분한 메모리 • 최신의 PC 사용 • OS : MS-WINDOW • C/C++ Library • 자료처리에 필요한 프로그램 내장

  9. 카메라 작동시험 • 렌즈부착, Frame grabber 사용

  10. 카메라 통제/자료축적소프트개발 • CCD parameter control, save(memory) • Memory data -> Saving Hdd (Fits) • Image printing • 메모리 영상의 실시간 처리 • 대기시상의 효과 최소화, 관측의 질 향상 • Interactive software

  11. Frame selection Method • RMS method 적용 • 빠른시간에 영상 얻고 가장 좋은것 선택 • 짧은 시간에 관측했을 때 적용(~1초)

  12. Correlation tracking andIntegration Method • 시상효과 극복하면서 S/N ratio 높은 영상 얻을 때 사용 • Image Motion – low resolution • Relativity motion 보정 • Cross correlation coefficient 결정

  13. Image processing problem • Calculation time • Subframe 적용 • 적절한 크기는 실험적으로 결정

  14. 망원경을 이용한 시험 • 국내 - 학과 보유 망원경 • 해외 – BBSO 에서 관측 • H-필터를 사용한 관측

  15. 2차년-플레어 연구 • Realtime Image Processing • 단순 프로그램을 사용한 관측,자료분석 • 정교해진 프로그램을 사용한 관측,분석

  16. 플레어 연구를 위한 조건 • High resolution (Time, Spatial) • H- 필터를 사용한 관측 • 실시간 영상처리 구현 • 사건 발생시 이미지 저장 • 실시간 플레어 속도 판단 • 읽어 들이는 속도의 변화

  17. 단순 프로그램 • 1차년도 개발 프로그램을 사용 • 5시간 이상 수행(Time Resolution:10s) • Frame selection method 이용 • 자료분석 • GOES 데이터 사용-시간,장소파악 • 다른 관측 자료들과의 연동

  18. 정교한 프로그램 • 플레어 발생 실시간 판단, 진행시에만 HDD에 자료저장 • 진행시간 실시간 판단, Frame Reading Time 변화 • 실시간 플레어 탐지법

  19. 실시간 진행속도 결정법 • 영상판독속도 갱신법 • 모든 frame을 저장 • 플레어 진행 속도 결정 / 재조정작업을 일정시간 간격마다 실시간 수행

  20. 자료분석, 결과도출 • 실제 태양현상인가 • 시상인자와 플럭스 변화의 상관성 조사

  21. 3차년 –홍염 연구 • 홍염을 구성하는 플라즈마의 운동 관측 • 시선방향에 수직인 성분 관측, 분석 • 필터를 사용하여 관측 • 자료 분석 및 결과도출

  22. 홍염연구를 위한 조건 • 시상의 악영향을 최소한으로 받을 것 • S/N ratio가 높은 자료를 사용할 것 • 판 선택법,상호상관계수 추적적분법의 복합적 사용

  23. 관측 알고리즘 • 판 선택법으로 영상획득, 좋은 영상을 메모리(A) 저장 • 같은 과정 반복, 좋은 영상을 다른 메모리 공간에(B) 저장 • A 기준으로 B의 움직임 보정 • B + A -> A • 일정한 횟수만큼 반복 • 영상 HDD 저장, 위의 방법 반복

  24. 영상획득 영상획득 선택저장(A) 선택저장(B) 상관계수법 사용 보정 A HDD

  25. 자료분석,결과도출 • Magnetic Reconnection Outflow • Counter Streaming • Horizontal Oscillating Motion • Rotational Motion

  26. 연구 활용 • 태양자기활동의 연구 • 고 분산 분광기를 사용한 분광관측 • 관련산업에의 응용 • 인력양성 • 교육 목적으로서의 활용

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