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2020년 01월 26일 일요일

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중국의 해양위성(4) - 선진국과의 수준 차이

해양 전용위성을 이미 2기나 쏘아올린 중국의 해양위성 발전단계는 언뜻 한국보다 한 단계 앞서나간 듯 보인다. 그렇다면 중국은 자신들의 해양위성 발전 수준을 선진국과 비교해 어떻다고 평가할까? 이제는 미국 등과 맞장 뜰 수 있다고 생각할까?

결론은 아직 텍~도 없다는 것이다. 중국이 그렇게 자평을 하는 상황일진데, 그렇다면 한국의 해양위성 발전 단계는 어느 수준이란 말인가? 비교를 위해 세계 해양위성의 발전 역사를 간략히 살펴본 후, 중국 해양위성이 선진국과 얼마만큼의 격차를 보이는지 중국의 고백을 알아보자.

1. 세계 해양위성의 발전 역사

미국은 1978년 세계 최초로 해양위성을 발사했다. 이후 소련, 일본, 프랑스 및 유럽 공간국(European Space Agency)이 잇따라 일련의 해양위성을 발사했다.

미국 일본 등 선진국은 단일 기능 소위성 및 다기능 대위성 두가지 종류의 위성을 동시에 개발하는 정책을 추진하였다. 아울러 가시광, 자외선, 마이크로파 원격탐사 센서도 개발하여 단일 기능과 다기능 해양위성이 병행 발전하도록 하였다.

이를 통해 해양위성을 위주로 하는 “입체 해양환경 감시체계” 구성을 도모하였다. 마이크로파 원격탐사 센서를 해양위성에 채용함으로서 전천시, 전천후 해양환경 감시능력을 보유하게 되었다.

미국의 최초 해양위성은 다기능 5종 원격탐사 센서를 보유한 종합 감시위성이었다. 이후 소위성 개발 과정을 거쳐, 1998년 드디어 EOS계열 환경 종합위성(EOS-AM 1998, EOS-PM)을 발사하였다. 일본은 1987년 MOS-1, 1992년 JERS-1, 1996년 ADEOS-1, 2000년 ADEOS-2 등 소위성과 종합위성을 결합하는 개발과정을 걸어왔다. 소련(러시아)는 1980-1996년 10년간 역시 자체의 해양종합위성을 개발하였다.

현재 해양위성과 해양 관측을 위주로 하는 저궤도 위성은 30 여개가 있다. 위성 원격탐사 센서는 주로 SAR, 레이더 고도계, 마이크로파 imaging instrument, 마이크로파  산란계, 마이크로파 방사계, 광학 사진기, 중급 분해율 imaging 광스펙트럼기, 광각 해양수색 원격탐사기 등이 있다.



선진국의 해양위성 운용과 응용 분야에서 획득한 성과는 다음과 같다. 해양 표면온도 관측을 위해 미국과 일본이 공동 개발한 “열대 강우관측 위성 탑재 마이크로파 imaging instrument”는 전천후 해표면 온도관측을 최초로 구현하였다. 이로써 초고분해능 방사계가 관측할 수 없었던 구름층 아래의 해수 표면온도 관측이 가능하게 되었다.

2002년 두 나라가 공동 개발한 고급 마이크로파 스캐너 방사계로 인해 마이크로파 imaging instrument의 관측범위가 1) 40°S~40°N 사이 해역에서 전 지구 해역으로 확대되었고, 2) 25km 분해율(전천후, 글로벌)을 가진 해수 표면온도 위성 관측을 실현했다. 해면 바람장을 위해, 현재 유럽 공간국의 ERS-1/2 위성 스케터로미터(scatterometer)와 1999년 이후 미국 위성에 탑재한 스케터로미터 등이 정밀도가 제일 높고, 전천후, 글로벌 25km 분해율을 가진 해면 바람장 관측 자료를 제공한다. 해면고도 관측을 위해서는 미국, 프랑스 등이 공동 개발-발사한 TOPEX/Poseidon 및 Janson 계열 고도계가 활용된다.

이들 위성은 고도계 데이터와 검조기 네트워크 데이터를 상호 결합하고 GPS 데이터를 이용해 기준 교정을 실시한다. 시계열 해평면 측정 정밀도는 ±2cm에 달한다. 이러한 전지구 해면 고도이상에 대한 연속관측은 전지구 해류순환 및 연 단위 기후 변화(예: 엘리뇨) 연구에 큰 기여를 한다. 중력위성은 이미 2005년 발사에 성공했고, 측정된 중력 데이터는 해평면 고도 측정에 활용될 수 있다. 비해양 동력요소 관측분야에서 해양수색 원격탐사가 있는데, 이는 엽록소, 부유물, 황색물질, 오염물, 수심 및 수중 지형 등을 관측하는 것인데, 이미 전지구 해양 표층의 일차생산력을 위성 관측하여 전지구 대양의 엽록소 분포가 제시된 바 있다.

2. 중국과 선진 외국과의 해양위성분야 수준 비교

중국은 2개의 해양수색 위성을 발사함으로써 수색위성을 자주적으로 발사한 세계 5개 나라 중 하나가 되었다. 그러나 선진 외국과 비교하면 중국의 해양위성 개발수준은 아직도 낮은데, 전체적으로 볼 때 중국은 기본적으로 “외국 위성과 국내 기타 위성자원을 아직도 이용하는 수준”에 머물러 있다.

(1) 지금까지 중국은 두개의 해양위성을 발사했는데, 미국에 비해 약 25년 뒤졌고, 설계 수명도 2-3년 정도에 불과하다. 경외 관측시간도 18분에 불과하고, 위성 센서는 가시광 및 자외광 센서뿐이며, 마이크로파 원격탐사 센서는 없고, 동력환경 관측위성과 관측 감시 종합위성도 아직 없는 상황이다. 종합적으로 미국 등 선진국에 비하면 그 기술수준 차이는 약 10-15년 뒤떨어져 있다.

 (2) 중국은 해양위성 복개주기, 센서의 신뢰성, 정밀도 설계 및 사용 수명 등 다방면에서 많은 부족한 점이 있다. 수색스캐너의 신뢰성은 낮고, 정밀도 또한 낮으며, 광각 수색 원격탐사 센서의 방사 정확도는 5%다("해양1호A" 위성 수색스캐너의 요구 정확도는 7~10%).

(3) 중국 해양위성은 고정밀도 분석과 정량화 측정 측면에서 수준이 낮다. 중국 수색위성의 자료처리 능력은 전반적으로 선진국 수준에 있고 일부 기슬은 선진국을 앞선 상태다. 그러나 마이크로파 원격탐사 자료의 처리능력은 아직 외국의 원격탐사 전단계 처리 반제품을 이용해 재가공하는 수준이고, 업무응용을 목적으로 하는 마이크로파 원격탐사 능력은 아직 갖추지도 못한 상태이며, 고정확도 정량분석은 더 말할 나위 없이 형편없는 실정으로, 미국과의 격차는 약 10년 뒤떨어진 것으로 보인다.

(4) 위성 원격탐사 데이터의 응용수준, 특히 멀티 플랫홈 해양관측 데이터의 동화 및 기술융합 능력이 낮다. 참고로 Muti-resource, Multi-dimensional, Multi-temporal을 포괄한 멀티 플랫홈 해양관측 데이터의 동화와 기타 플랫홈에서 수집된 자료와의 동화, 그리고 데이터 동화기술의 응용(예를 들어 위성관측 해평면 고도 데이터와 해표면 데이터의 동화, 위성 데이터와 고주파 지상파 레이더 해류 측정 데이터의 동화 등등)은 위성 원격탐사 데이터의 응용수준과 정량화의 정확도를 현저하게 향상시킬 수 있다.

(자료출처: 중국해양보 1594호; 번역: 김준묵; 편집: CKJORC)  2007.06.29  한중해양과학공동연구센터


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