해면 유효 파고의 효과적인 탐지를 위해 본 논문에서는 전지구위성항법시스템 반사 신호(Global Navigation Satellite System Reflection, GNSS-R)를 이용하여 지연 도플러 영상을 통해 신호 대 잡음비를 계산하는 유효 파고 역산 방법을 제안하였다. 기존의 레이더 등 능동 탐지와 비교할 때 GNSS-R은 위성 신호의 전방 산란을 이용한 수동 관측으로 송신기가 필요 없고, 신호원이 많고, 전력 소모가 적으며, 비용이 저렴하고 무게가 가벼워 위성 탑재, 항공기 탑재 및 선박 탑재 플랫폼에서 쉽게 구축할 수 있는 장점이 있다. 해면 파고의 차이에 따라 수신기가 수신하는 반사 신호도 달라진다. 반사 신호를 분석함으로써 서로 다른 반사면의 물리적 특성 정보를 얻어 원하는 해면 파고 정보를 역산할 수 있다. 본 논문에서는 반사 신호를 통해 지연 도플러 영상을 생성하고 이에 따른 신호 대 잡음비 정의를 제시하여 유효 파고를 얻었다. 제안한 알고리즘의 타당성을 검증하기 위해 선박 탑재 유효 파고 역산 실험을 수행하였고, 간섭 복소장(Interference Complex Field, ICF)을 이용한 전통적 역산 추정 방법과 성능 비교 및 검증을 진행하였다. 결과는 평균 제곱근 오차가 0.098 m, 결정 계수 R² 값이 77%, 상관 계수가 0.82로 ICF 방법보다 뛰어나며, 파고 레이더의 유효 파고 실측 데이터와 더 좋은 일치도를 보여 GNSS-R 기술 기반 유효 파고 추정 정확도를 향상시키고, 선박 항행을 위한 해상 상태 정보 인식에 기여할 수 있음을 나타낸다.

GNSS-R 해양 원격탐사; 유효 파고; 신호 대 잡음비; 지연 도플러 영상