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-[그림 2.10] 북극 또는 남극 상공에서 바라본 태양동기극궤도
2.1.5.1 극궤도위성 NOAA/METOP 시리즈
NOAA 시리즈로 알려진 미국 극궤도위성의 현재 시리즈는 단체기구 간 협 약의 일부분으로써 2006년 EUMETSAT의 METOP-A 위성과 함께 운영 되고 있다. 이들 위성의 평균 고도는 약 850km이며 궤도주기는 101분이고 이는 하루에 14.2번의 궤도에 해당한다.
이것은 완전한 숫자가 아니므로 위성이 적도를 가로지르는 경도의 위치는 하루에 약 4.5°씩 동쪽으로 이동하며, 위성이 통과하는 지역에서 지방시는 하루에 10-20분 가량 빨라진다. 적도 교차 시간을 일정하게 유지하기 위 하여 위성 위치제어를 주기적으로 시행된다. 지구가 한 시간에 15° 회전하 기 때문에(즉, 24시간에 360°), 이들의 교점은 25.4° 만큼 증가한다. 즉, 각 각의 연속하는 적도교차점은 25.4°, 즉, 2,850km만큼 서쪽으로 이동한다.
[그림 2.11] 극궤도위성의 연속하는 궤도
대부분의 위성센서들은 대개 3,000km 넓이의 시야를 확보하면서 진행 방 향에 수직하게 좌우로 스캔한다. 그러므로 적도에 위치한 모든 지점에서는 적어도 두 번의 연속한 관측이 가능하다. 이 숫자는 위도가 증가할수록 커 지는데, 중위도 지역은 3개~4개의 궤도가, 고위도 지역은 이보다 많은 숫 자의 궤도가 지나간다(그림 2.11). 850km 고도는 지상 관측소의 전파수평 선까지 대략 6,000km의 지름이 주어진다. 또한, 가시역역과 적외선영역에 서의 영상 센서 해상도는 위성직하점에서 1.1km이다.
만약, 태양동기위성이 특정 시간에 머리 위를 지난다면, 지구가 위성의 궤 도 안에서 180° 회전하기 때문에 약 12시간 후 머리 위를 다시 지나는데 12 시 간 전 과 는 반 대 방 향 ( 상 승 또 는 하 강 ) 으 로 지 나 갈 것 이 다 . NOAA/EUMETSAT 프로그램에서는 항상 두 개의 극궤도위성을 사용한다.
2008년 11월에 NOAA-18와 METOP-A이 주요쌍이며, NOAA-15와
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-NOAA-16이 보조쌍으로 운영되었다. 이들의 궤도면은 서로에 대해 약 90°로 6시간 마다 지나가기 때문에 NOAA-18이 오후 시간대에 적도를 지 나면 METOP-A이 아침 시간대에 적도를 지난다.
영상 전송은 실시간으로 지속적으로 이루어지며 두 가지의 형태로 전송된 다. 첫 번째는 저속영상전송 (LRPT, Low-Rate Picture Transmission)으 로, 이것은 디지털 형식으로써 상대적으로 단순한 수신 시스템에서 전송받 기 쉽다. 표준 가시영상과 적외선영상이 낮은 해상도와 좁은 영상폭으로 LRPT를 통해 전송된다.
고분해능영상전송 (HRPT, High Resolution Picture Transmission)이란 1.1km의 해상도와 스캔 폭을 유지하는 디지털 전송형식이다. 그러나 위성 을 추적하기 위한 지향성 안테나가 있어야 한다. HRPT 통신을 통하여 AVHRR(Advanced Very High Resolution Radiometer)의 가시, 적외 채 널들 5개의 채널값을 모두 받을 수 있다. AMSU(Advanced Microwave Sounding Unit) 등 ATOVS 탐측기 자료들도 HRPT를 통하여 받을 수 있 다.
진천에 위치한 국가기상위성센터에서는 3개의 극궤도 위성 수신안테나가 있으며 NOAA 위성, 중국의 FY1-D, Terra/Aqua 위성을 수신 중이며 미 국의 차세대 극궤도 위성인 NPP위성의 수신 준비가 완료되었다.
표 2.3은 극궤도위성과 정지궤도위성의 장점과 단점을 요약한 것이다.