地球環境問題のための新型レーザ遠隔計測手法の開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650451
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: 湊 淳 茨城大学, 理工学研究科, 助教授 (00209826)
• Keywords: 地球温暖化 / レーザ計測 / 人工衛星 / 遺伝的アルゴリズム / シミュレーテッドアニーリング / カオス

Research Abstract

本研究では,以下の2つの研究を並行して行った。
(1)カオス変調を用いたレーザ測距手法に関する研究
本手法ではカオス信号で変調されたレーザ光を大気中に伝播させることにより距離計測を行う。カオス信号は,自己相関がデルタ関数に近い性質を持っている。このため,送信したレーザ光強度と大気中を伝搬して戻ってきたレーザ光強度との相関関数を取ると遅延時間にピークが現れ,距離計測が可能となる。本年度は,高い精度で実験を行うための光学系の整備を行った。また,光検出系,信号処理系の整備を行った。
(2)衛星搭載レトロリフレクタの光学設計に関する研究
人工衛星搭載レトロリフレクタにより,レーザ測距や地上衛星間レーザ長光路吸収法による大気微量分子の濃度測定が可能である。鏡面の形状,張りつけ角,衛星への取り付けの向きなどの条件がレトロリフレクタの地上への反射効率に大きく影響を及ぼす。研究代表者は過去に,遺伝的アルゴリズムとシミュレーテッドアニーリングを組み合わせたハイブリッドな探索手段を利用して短時間で人工衛星搭載レトロリフレクタの最適な設計値が得られることを報告している。本研究では,さらに計算の効率及び精度の向上,シミュレーション等による評価などを目標としている。本年度は,計算機環境を整備した。さらに,提案した人工衛星搭載レトロリフレクタの最適化プログラムを改良した。また,突然変異の確率,遺伝指数,温度の設定などの遺伝的アルゴリズムやシミュレーテッドアニーリングにおける各種パラメータが,アルゴリズムの効率化にどのような影響を及ぼすのかを系統的に調査した。

Research Products

• [Publications] M. Itaba, A. Minato, H. Azumi, S. Ozawa, N. Sugimoto: "Optical Design of a Space Retroreflector Using a Hybrid Search"Optical Review. 9. 1. 25-28 (2002)