건양대 공공안전연구소 스마트 GPR 시스템 개발

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[논산]건양대 공공안전 연구소(소장 허광희·이하 연구소) 손정영 박사(연구교수)팀은 우크라이나 과학 아카데미의 지구 물리 연구실의 쿠델라 박사팀과 공동으로 마그네틱 다이폴 안테나를 사용하여 지하 탐지 거리가 0.5 미터에서 100ｍ까지 가능한 지하 침투 레이더(GPR)를 개발했다.

23일 연구소에 따르면 지하 침투 레이더는 지반구조, 지하 구조물, 지하 매설 공공설비, 환경오염, 지하 유물 및 광물, 지하수, 지하 매설 지뢰 또는 폭발물 등을 비침습으로 탐지하는 비파괴 전자파 영상기술로써 토목, 환경, 지구 과학, 법의학, 군사 분야 등 다양한 응용성을 가지고 있는 기술이다.

현재 국내 사용 중인 지하 침투 레이더는 대부분 외산 장비로 국내 지형의 적합성 및 성능 한계의 문제점이 발생하고 있고, 그 지하 침투 깊이가 4m 이하로 이보다 깊은 지하에서 생긴 지하 공동은 사전에 탐지를 못 하고 있다.

‘지하 침투 레이더’는 전 세계적으로 전례가 없는 마그네틱 다이폴 안테나로 8MHz 대역의 주파수를 이용하여 최대 100m까지 탐지할 수 있도록 제작돼 공간 해상도 0.25m 및 최대 5m의 탐지 원격 조정이 가능하며 지상의 일정 높이에 있는 링(Ring)형의 송신 안테나에 의해 발생한 자기장이 일정 각도로 지표를 통해 지하로 입사하면 지하 특정 객체 및 지층에서 와전류가 발생하게 되고 자기장을 형성하게 된다. 반사된 자기장 정보는 잡음이 제거되고 수신 안테나로 입사하게 되어 데이터를 저장하고 최종적으로 획득한 데이터를 해석 시뮬레이터 또는 영상 처리 과정을 거쳐 탐지 결과를 가시화하여 표현한다.

이러한 탐지 과정을 통해 기존 지하 탐지 레이더가 탐지하기 어려운 지하수, 금속 등의 고 전도체의 존재를 탐지할 수 있고, 기존의 레이더와는 달리 안테나가 지면에서 일정 높이에 존재하므로 산악과 구릉이 많은 한국형 지형에 적합하며 거치식 안테나의 형태로 산악지대, 댐 지역, 일반도로 등의 장소에서 검증 실험을 진행하였고 그 결과를 가시적 표현을 통해 지하 매설물의 깊이 및 형태를 판단할 수 있다.

허광희 공공안전연구소장은 “공공안전연구소는 '미래사회의 행복과 안전 실현'이라는 목표로 공공의 재난 안전을 위한 기술연구개발, 인재 양성, 안전교육, 법적·제도적 기반을 구축하고 있다”고 밝혔다.

그는 “이번 개발에 성공한 Smart GPR 시스템은 지구의 온난화로 인한 자연 생태환경의 변화와 4차산업과 같은 새로운 기술의 발전으로 인하여 새롭게 발생이 되는 파생적 재난의 일종인 지하 시설물의 급속한 붕괴를 안전하도록 보장할 수 있는 지하 탐사기술로 새로운 지하의 세계를 살펴볼 수 있는 획기적인 전환점을 제공할 것”이라며 “앞으로 공공안전연구소는 공공의 안전을 위협하는 재난은 예측과 예고가 없다는 특징을 감안하여 정치적이고 한시적인 대책이 아니라, 실질적으로 효용성 있는 기술적 제도적인 대안(기술, 제도, 교육 등)을 제공하도록 연구에 최선을 다할 것”이라고 말했다. 이영민 기자



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