22GHz帯による国内測地VLBIの高精度化

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06452079
• Research Institution: National Astronomical Observatory (NAO)
• Principal Investigator: 河野 宣之 国立天文台, 地球回転研究系, 教授 (10186116)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤下 光身 九州東海大学, 工学部, 助教授 (60141967) ; 柴田 克典 国立天文台, 地球回転研究系, 助手 (60222030) ; 田村 良明 国立天文台, 地球回転研究系, 助手 (90150002) ; 真鍋 盛二 国立天文台, 地球回転研究系, 助教授 (30000178)
• Keywords: VLBI / 22GHz / 測地VLBI / 伝搬遅延の補正 / S / Xバンド / 電波源の構造

Research Abstract

22GHz帯の測地VLBIは、広帯域化が可能、電離層による電搬遅延が小さい、水蒸気による電搬遅延の補正等が可能であること、天体の構造による影響が小さいことから、従来行われてきたS/X帯に代わる測地VLBIの高精度化に有力な手段である。しかし、周波数が高いため、位相高安定なシステムの実現の困難さに加え、電波源の観測例が少なく且つS/X帯に較べて一般にその強度が弱くなるなど多くの課題が残されていた。本研究ではほぼこれらの課題を解決し、22GHz帯の測地VLBIが数cmまたはそれ以下の誤差で可能であることを明らかにした。
本研究では、主として以下の項目を進めてきた。すなわち、1)22GHz帯VLBIシステムの整備、特に光ファイバーを用いた広帯域化のための高安定基準信号分配器や位相較正用局内遅延測定器などの製作、2)22GHz帯で測地VLBIに利用できる電波源のサーベイと選定、3)国内における観測、4)測定された遅延に各種補正を加えて後、基線ベクトルの推定である。観測は水沢-鹿島間で1回行い遅延の測定精度は積分時間258秒で59ps(距離に換算して1.8cm)、水沢-鹿児島間で2回行いそれぞれ300秒で約100psであった。一方、S/X帯では積分時間160秒で遅延測定精度82psであった。水沢-鹿児島間の観測は鹿児島のアンテナ直径が6mと鹿島の34mと比較して小さく、十分な信号対雑音比が取れなかったことに起因する。一般に22GHz受信局は20m級のアンテナを有しており、これらのアンテナを使用すればS/X帯の精度を上回り、従って22GHz帯測地VLBIでの遅延測定精度は従来のS/X帯のそれに劣らないことは明らかである。このように、22GHz帯測地VLBIは、電離層による遅延や天体の構造による影響などのS/X帯で不可避の系統的な誤差が小さいので、高い信頼性を持ち、十分な精度も有することを明らかにした。

Research Products

• [Publications] 河野,久慈,鶴田 他: "月面電波源の開発" 日本惑星科学会誌. 3. 159-169 (1994)
• [Publications] 河野,花田: "同期電波源による惑星測地" 第3回科学衛星・宇宙観測シンポジウム集録. 3. 258-261 (1994)
• [Publications] 河野,久慈,佐藤 他: "VLBIにおける同軸ケーブルの捻回による遅延の変化" 測地学会誌. 40. 137-143 (1994)
• [Publications] N.Kawano,T.Sasao et al.: "Method of Differential Fringe Phase Tracking" VLBI Technology,Progress and Future observational Possibilities. 232-236 (1994)
• [Publications] T.Sasao,N.Kawano et al.: "An Antennacluster-Antennacluster VLBI Project VERA" VLBI Technology,Progress and Future observational Possibilities. 254-259 (1994)
• [Publications] 藤下,新里,市川: "22GHz帯測地VLBIにおける電波源構造の影響" VLBIシンポジウム集録. 5-6 (1995)
• [Publications] 柴田克典,春日隆: "惑星状星雲M1-7のCO構造" 日本天文学会1994年秋季年会講演予稿集. U07w (1994)
• [Publications] Shibata.K.M.,T.Sasao et al.: "A New Advanced One-Unit VLBI Correlator(NAOCO)" VLBI TECHNOLOGY Progress and Future Observational Possibilities,eds T.Sasao,O.Kameya & M.Inoue. 327-331 (1994)
• [Publications] Shibata.K.M.,Y.Asaki et al.: "The Mizusawa 10-m Antenna and Its VLBI Observation System" VLBI TECHNOLOGY Progress and Future Observational Possibilities,eds T.Sasao,S.Manabe,O.Kameya & M.Inoue. 185-190 (1994)
• [Publications] Shibata.K.M.et al.: "High Resolution Observations of CO in Planetary Nebulae" LAU Colloguim 140,Astronomy with Millimeter and Submillimeter Wave Interferometry,eds M.Ishiguro & W.J.Welch. 143-147 (1994)
• [Publications] 寺家,真鍋,亀谷 他: "鹿島〜水沢〜鹿児島22GHz帯測地VLBI実験" VLBIシンポジウム集録. 14-15 (1995)
• [Publications] B.F.Chao,J.B.Merriam,Y.Tamura: "Geophysical Analysis of Zonal Tidal Signals in Length of Day" Geophys.J.Int.122. 765-775 (1995)
• [Publications] 寺家,真鍋,鈴山 他: "水沢-鹿児島基線での22GHz帯測地VLBI用電波源サーベイ" 1995年度VLBIシンポジウム集録. (印刷中). (1996)
• [Publications] 寺家,真鍋,鈴山 他: "鹿児島〜水沢での測地VLBI用電波源サーベイ" 地球惑星科学関連学会 1996年合同大会集録. (印刷中). (1996)
• [Publications] 寺家,亀谷,岩舘 他: "水沢10mアンテナの現状" 1995年度VLBI懇談会シンポジウム集録. (印刷中). (1996)
• [Publications] 真鍋盛二: "VLBIの10年-地球科学への貢献" 天文月報. 88. 152-157 (1995)
• [Publications] 真鍋盛二: "水沢10mアンテナによる測地VLBI観測" 1995年度VLBIシンポジウム集録. (印刷中). (1996)
• [Publications] 田中,面高,真鍋 他: "mm波VLBIによる測地観測の高精度化-当面の観測目標-" 1995年度VLBIシンポジウム集録. (印刷中). (1996)
• [Publications] 田村良明(共著): "測地公式集" 日本測地学会, 149 (1994)
• [Publications] 田村良明(共著): "時系列解析の実際II" 朝倉書店, 165 (1995)