한국항공우주연구원

    ○ 위성영상은 위성의 다음 5개 분야 특성에 따라 차이가 발생
        (1) 관측 폭(field of view)
        (2) 궤도(orbit)
        (3) 주기(revisit frequency)
        (4) 공간해상도(spacial resolution)
        (5) 분광해상도(spectral band)

□ 관측 폭(field of view)

    ○ 동일한 탑재체를 가정할 경우, 위성 운영 고도가 높을수록 촬영 관측 폭은 넓어지는 반면 해상도는 낮아짐. 따라서 저궤도에서 운영되는 위성은 상대적으로 관측 폭은 좁고 해상도는 높은 특성을 갖게 됨
    ○ 그러나, 장착된 카메라가 넓은 지역을 촬영할 수 있다고 해도 저장용량 한계 등으로 촬영 분량에는 한계가 있음. 촬영된 영상 데이터들을 수신할 수 있는 지상 안테나의 수, 위성에 탑재된 저장용량 크기 등 기술적 요인들로 인해 촬영 분량이 달라짐

□ 궤도(orbit)

    ○ 위성 궤도는 고도에 따라 저궤도, 중궤도, 정지궤도로 구분될 수 있으며, 운영 궤도에 따라 촬영 위치, 촬영 시간, 주기가 달라짐
       - (저궤도) 지구 표면에서 200km~2,000km 높이를 일컬으며 지구 한 바퀴 선회하는데 약 90분(2,000km 높이에서는 약 2시간) 소요·저궤도 중 지구의 남극과 북극 주변을 교대로 통과하는 극궤도가 있는데, 극궤도 중 하나인 태양동기궤도에서 대부분의 영상촬영 위성이 운영되고 있음. 태양동기궤도(위성 궤도면(orbit plate)과 태양간의 각도가 동일하게 유지되기 때문에 붙여진 이름)위성은 매번 동일한 시간(local time)에 적도를 통과하기 때문에, 일정한 방향, 즉 목표물의 그림자 방향과 길이가 항상 동일한 조건에서 영상을 촬영할 수 있음

          ※ 다목적실용위성 3A호 : 고도 528km 태양동기궤도, 낮에 한반도 오후 1시 30분(±1시간30분, 한국시간 기준)경 통과

       - (중궤도) 저궤도와 정지궤도 사이 약 2,000km~35,800km 높이의 상공이며 궤도 주기는 2시간에서 24시간 사이로서, 특히 12시간 주기의 GPS와 같은 위성항법시스템이 운영되는 궤도
       - (정지궤도) 정지궤도 위성은 고도 약 35,800km에서 운영되며 지구 선회 주기가 지구 자전 주기와 동일하기 때문에 지구에서 올려다보면 지구 상공 한 지점에 고정되어 있는 것처럼 보임. 지구 한쪽 면 전체가 촬영 가능하고 24시간 상시적으로 관측이 가능하다는 장점이 있기 때문에 태풍 등 넓은 지역의 기상 현상을 모니터링하는데 유용함.

□ 재방문 주기(revisit frequency)

    ○ 특정 지점을 얼마나 자주 촬영이 가능한지를 나타내는 재방문 주기는 위성이 이전에 지나가던 지상의 궤적과 동일 궤적을 지나가는데 걸리는 시간에 의해 결정

    ○ 그러나, 동일 궤적은 아니지만 그 궤적의 근처를 지나갈 때 위성의 자세 혹은 영상 탑재체를 촬영 대상 쪽으로 틀어줌으로서 재방문 주기를 짧게 할 수 있음. 또한 여러 대의 위성을 운영(constellation)하면 촬영 대상을 정확히 맞추거나(pointing capability) 주기를 짧게 할 수 있음

□ 공간해상도(spacial resolution)
 

    ○ 저(低) 또는 중(中) 해상도는 주로 기상 패턴, 지구 표면 변화 등의 넓은 범위에 걸친 현상을 관측하는데 사용되며 미국의 Landsat(해상도15m)이 이에 해당
    ○ 고(高) 해상도(해상도 5m 미만) 위성은 정밀한 사진을 제공하지만 일반적으로 관측폭이 좁음

□ 분광해상도(spectral band)

    ○ 분광해상도는 센서에 의해 탐지 가능한 특정한 파장 범위를 말함
    ○ Panchromatic : 일반적으로 가시광선(visual)과 근가시광선(near-visible) 스펙트럼대에서 나오는 영상으로 흑백으로 나타남
    ○ Mutispectral : 다양한 색의 밴드를 감지할 수 있는 것으로서 영상에 색을 나타나게 해줌. 다목적실용위성 2호와 3호 모두 Red, Blue, Green, NearIR파장을 탐지하는 센서를 탑재하고 있음
    ○ Superspectral : Multispectral보다 더 많은 스펙트럴 채널을 갖는 것으로서 보통 10개 이상 파장 대역 탐지(NASA Terra and Aqua 위성에 탑재된 MODIS 센서)
    ○ Hyperspectral : 영상이 백여 개 스펙트럴 밴드로 구성된 것으로 촬영 지역에 대한 다양한 영상을 얻을 수 있음(NASA의 Earth Observing-1)

※  이 글은 아래 링크의 기사를 참조하여 작성하였습니다.
     Space Technologies and Climate Change Implications for Water Management, Marine Resources and Maritime Transport (2008, OECD) Space Report (2014, Space Foundation)