2016 Fiscal Year Research-status Report
高い高度分解能を持つロケットGPSトモグラフィ技術の実証実験
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16K18126
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| Research Institution | Nara National College of Technology |
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Principal Investigator |
芦原 佑樹 奈良工業高等専門学校, 電気工学科, 准教授 (50511557)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 超高層大気 / 電離層 / 電子密度 / GPS / TEC / トモグラフィ / 観測ロケット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，高い分解能を持つ電離圏電子密度の空間分布観測手法を開発することを目的としている．本年度は，ロケットGPSトモグラフィ法に適したトモグラフィ解析アルゴリズムの検討，および搭載機器のブレッドボードモデル(BBM)の製作・性能検証を行った．
トモグラフィ解析アルゴリズムの検討では，初めに一般的なトモグラフィ解析で手法であるフィルタ補正逆投影法（FBP）を用いたところ，元の電離圏モデルと大きく異なる再構成画像が得られ，ロケットGPS-TECトモグラフィに不適当であることがわかった．そのため，欠損データを補間できるトモグラフィ解析アルゴリズムである，逐次近似代入法（SIRT），最小二乗共役勾配法（CGLS）を用いたトモグラフィ解析を行った．複雑形状となるパッチ電離層モデルにおいて，FBPよりSIRT，SIRTよりもCGLSにおいて良好な再構成画像が得られた．
次に，搭載機器のブレッドボードモデル(BBM)の製作・性能検証について，観測ロケットにGPSアンテナおよび受信機を取り付け飛行中にGPS信号の観測を行う際，観測ロケットの高ダイナミクスにより観測が中断してしまう可能性がある．そこでGPSシミュレータにより模擬GPS信号を生成し，GPS受信機が観測ロケット環境下でもTEC観測を続けられる性能をもつかどうかの検証を行ったところ，打ち上げ直後の高加速度に対して，信号捕捉が途切れることなく，安定して捕捉できることを確認した．また，観測ロケット搭載GPS受信機とロケットテレメータ装置の通信を仲介するインターフェイス変換装置，および地上で受信されたデータを表示・記録するための観測ソフトウェアの開発を行った．ロケットテレメータを模したプロトコルエミュレータによる動作検証では問題が発見されたため，引き続き開発を続ける．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
一部に開発の遅れがあるものの，順調に進んでいる．現在までの成果を元に，JAXAが募集する観測ロケット実験公募に応募中である．
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| Strategy for Future Research Activity |
ブレッドボードモデル(BBM)での開発を進め，エンジニアリングモデル(EM)の製作に移る．観測ロケット実験公募の審査状況や実験スケジュールを考慮して，研究を推進する．
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| Causes of Carryover |
搭載機器のブレッドボードモデル(BBM)の製作について，通信部分の動作検証に時間がかかったため，電源回路の製作ができなかった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は，電源回路の製作を行うため，この部品購入を行う．
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