• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

4-D tomographic investigation of equatorial and mid-latitude ionospheric irregularities

Research Project

Project/Area Number 19F19031
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Review Section Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

山本 衛  京都大学, 生存圏研究所, 教授 (20210560)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) SSESSANGA NICHOLAS  京都大学, 生存圏研究所, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2019-10-11 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2021: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords3次元トモグラフィー / GPS利用全電子数観測 / 電離圏構造 / TEC測定受信機開発 / GPS全電子数観測 / イオノゾンデ
Outline of Research at the Start

衛星測位(GNSS)を用いた電離圏全電子数(TEC)の観測が広く行われている。本研究では、これを用いた新しいトモグラフィー解析の開発に取り組む。具体的には、すでにリアルタイムサービスを開始している3次元トモグラフィーを基礎とし、セサンガ博士が得とする解析手法を取り込むことで空間+時間の4次元化、かつ電離圏擾乱に対応した新しいトモグラフィーの実現を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

衛星測位(Global Navigation Satellite System; GNSS)は、4以上の衛星からの電波到来時刻の精密測定から3次元位置を測定する。2周波数の電波位相から電離圏の全電子数(Total Electron Content; TEC)が測定されるなど環境計測にも広く利用されている。日本には国土地理院の観測網GEONET (全国1300地点)があり、我々はそのデータによる3次元トモグラフィー解析を実現し日本上空の電離圏電子密度の3次元分布をリアルタイム・モニターしている。セサンガ博士は、電離圏トモグラフィー解析の専門家であって、これまで、特にデータの変動部分に注目することで電離圏イレギュラリティを捉えることに成功してきた。本研究では、複数のデータを活用する新しいトモグラフィー解析手法を開発し、日本上空の電離圏電子密度モニタリングの精度・分解能を向上する。
2020年度までに、GNSS-TECとイオノゾンデ・データを活用することでトモグラフィ結果の高度決定精度が向上する結果を論文発表した。2021年度には、同じ手法で巨大な磁気嵐(太陽面の爆発に起因する磁気圏・電離圏の全地球的な変動現象)として有名なSt Patrick’s Dayイベント(2015年3月17日)に伴う電離圏変動を解析した。結果は磁気嵐の発生と収束に伴う電離圏電子密度の時間高度分布が明瞭に観察される結果となった。他の手法による観測結果と良い一致性を示しており、セサンガ博士が開発した改良型のトモグラフィー解析の威力を示した。これをまとめて論文発表した。さらに、このトモグラフィ解析をリアルタイムに実行するためプログラムの改良を進めた他、最近に注目を集めている超低価格の2周波GNSS受信機を活用したTEC観測システムの開発も実施した。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] Complementing regional ground GNSS-STEC computerized ionospheric tomography (CIT) with ionosonde data assimilation2021

    • Author(s)
      Ssessanga Nicholas, Yamamoto Mamoru, Saito Susumu, Saito Akinori, Nishioka Michi
    • Journal Title

      GPS Solutions

      Volume: 25 Issue: 3

    • DOI

      10.1007/s10291-021-01133-y

    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2020 Annual Research Report 2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Assessing the performance of a Northeast Asia Japan-centered 3-D ionosphere specification technique during the 2015 St. Patrick’s Day geomagnetic storm2021

    • Author(s)
      Ssessanga Nicholas, Yamamoto Mamoru, Saito Susumu
    • Journal Title

      Earth Planets and Space

      Volume: 73 Issue: 1

    • DOI

      10.1186/s40623-021-01447-8

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] On the Seeding of Periodic Equatorial Plasma Bubbles by Gravity Waves Associated With Tropical Cyclone: A Case Study2020

    • Author(s)
      Ajith K. K.、Li Guozhu、Tulasi Ram S.、Yamamoto M.、Hozumi K.、Abadi Prayitno、Xie Haiyong
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      Volume: vol.125-10 Issue: 10

    • DOI

      10.1029/2020ja028003

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Investigation of Spatiotemporal Morphology of Plasma Bubbles Based on EAR Observations2019

    • Author(s)
      Joshi L.M.、Tsai L.‐C.、Su S.‐Y.、Otsuka Y.、Yokoyama T.、Yamamoto M.、Sarkhel S.、Hozumi K.、Lu C.‐H.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Space Physics

      Volume: 124 Issue: 12 Pages: 10549-10563

    • DOI

      10.1029/2019ja026839

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Assessing the performance of a Northeast Asia regional ionosphere specification technique during the 2015 St. Patrick’s Day solar storm2021

    • Author(s)
      Ssessanga, N., M. Yamamoto, S. Saito
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2021年総会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 複数のGNSS衛星群を用いる低コストなTEC観測システム開発2021

    • Author(s)
      河上晃治, 山本衛, 斎藤享, N. Ssessanga
    • Organizer
      第150回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Multi-band digital beacon receiver GRBR2 and results with FORMOSAT-7/COSMIC-2 (invited)2020

    • Author(s)
      Yamamoto, M. et al.
    • Organizer
      5th International Conference on GPS Radio Occultation in 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Complementing regional ground GNSS-STEC computerized ionospheric tomography (CIT) with ionosonde data assimilation2020

    • Author(s)
      Ssessanga N., et al.
    • Organizer
      第148回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 衛星=地上間の電離圏全電子数観測の開発状況2020

    • Author(s)
      山本 衛, 斎藤 享
    • Organizer
      第148回地球電磁気・地球惑星圏学会講演会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Utilizing 4D-var technique to image South African regional ionosphere2020

    • Author(s)
      Ssessanga Nicholas
    • Organizer
      4th PSTEP International Symposium (PSTEP-4)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Real-time 3-D Ionospheric Tomography and Its Validation by the MU Radar2019

    • Author(s)
      Susumu Saito, Mamoru Yamamoto, Akinori Saito, Chia-Hung Chen
    • Organizer
      APRASC 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Real-time 3-D ionospheric tomography over Japan with GNSS observations2019

    • Author(s)
      S. Saito, M. Yamamoto, A. Saito, and C.-H. Chen
    • Organizer
      URSI Japan Radio Science Meeting
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 電離圏3次元トモグラフィーの衛星測位補正への応用について2019

    • Author(s)
      齋藤享, S. Meyer
    • Organizer
      MUレーダー・赤道大気レーダーシンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 衛星ビーコン観測に基づくアジア域の電離圏赤道異常の日変化・季節変化の研究2019

    • Author(s)
      坂本悠記, 山本衛, 穂積コンニャナット
    • Organizer
      MUレーダー・赤道大気レーダーシンポジウム
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 多地点の衛星=地上ビーコン観測における TEC オフセット値の自動推定手法2019

    • Author(s)
      坂本悠記, 山本衛
    • Organizer
      太陽地球系物理学分野のデータ解析手法、ツールの理解と応用
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Utilizing 4D-var technique to image South African regional ionosphere2019

    • Author(s)
      Ssessanga Nicholas, et al.
    • Organizer
      地球電磁気・地球惑星圏学会第146回総会・講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-10-15   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi