2019 Fiscal Year Research-status Report
Spatio-temporal variations of mass distribution on the Earth revealed from fluctuations of satellite trajectories
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18K11632
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| Research Institution | Geospatial Information Authority of Japan (Geography and Crustal Dynamics Research Center) |
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Principal Investigator |
松尾 功二 国土地理院(地理地殻活動研究センター), その他部局等, 主任研究官 (80722800)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大坪 俊通 一橋大学, 大学院社会学研究科, 教授 (70358943)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 宇宙測地学 / 物理測地学 / 衛星重力観測 / 全球質量収支 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，衛星レーザ測距（SLR）衛星を含む複数の人工衛星の追尾データをもとに推定された地球重力解を活用し，日本周辺の精密な重力ジオイド・モデルの構築に関わる研究を実施した．重力ジオイド・モデルを精密に構築するためには，人工衛星による重力解に加えて，地上で観測された重力データも使用する必要があるが，両者のデータは観測精度と空間分解能が大きく異なることが知られている．そこで本研究では，Featherstone et al. (1998)が提案する修正型除去復元法を用いることで，各々の誤差特性と空間分解能を考慮しながら最適にデータ結合を行い，重力ジオイド・モデルを構築した．地上検証データとの比較によってモデル精度の評価を行ったところ，既存のモデルは8.0cmの精度であったのに対し，本研究のモデルは5.7cmの精度となり，2.3cmの精度向上が達成された．
地球の重力場を復元する際には，衛星に作用する非保存力の正確な把握は重要である．本年度においては，地球輻射圧による衛星加速度モデルの精密化を行う．地球周回の人工衛星の軌道運動を支配する地球の重力に比べ 9～11桁小さく，直接の太陽輻射圧と比べても3分の1～10分の1程度の大きさであるが，精密な軌道決定を行ううえでは無視しえない加速度である．多くのソフトウェアでは 30年以上前に作られた Knocke (1988) モデルが採用されているところであるが，本研究では NASA CERES (Clouds and the Earth's Radiant Energy System) プロジェクトが提供する放射量データを使い，より高い精度での地球輻射圧加速度モデルの試作を行った．
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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
SLR重力解と地上重力データを活用した重力ジオイド・モデルの構築に関する研究については，国内外で開催された学術会議にて発表が行われ，学術論文として査読付きの国際誌にて出版された．また，これらの重力データに航空重力データも加えた成果についても，学術論文としてまとめ，現在査読付きの国際誌にて審査中である．
SLR観測に基づく地球重力場の時間変動の推定に関する研究については，現在，SLR追尾データの解析手法の改良を行い，SLR重力解の高精度化に取り組んでいる．今後は，この重力解を活用し，全球質量収支の高精度な推定に臨む．
地球輻射圧に関する研究は，まだ完成には至っていないが，日本測地学会講演会や AGU Fall Meetingにて紹介したほか，同様の研究を進めているドイツ・ボン大学との提携も始めようとしている．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も引き続き，SLRデータの解析手法の改良による地球重力場の高精度決定とSLR重力解を用いた地球質量変動の推定に関わる研究を実施する．SLRデータの解析手法の改良については，SLR衛星の軌道から地球重力場を推定する際に補正する必要がある非保存力のモデル化に関わる研究に取り組む．これまでは形状が球である測地衛星を中心に扱ってきたが，非球形の多くの人工衛星については，太陽輻射圧・地球輻射圧・大気抵抗など非保存力の加速度計算がより複雑になり，個々の衛星の詳細情報も必要となってくる．まずは衛星数を絞って，非球形の人工衛星の解析に取り組みたい．SLR重力解を用いた地球質量変動の推定については，従来の正則化逆解析手法に加え，新たに考案された主成分分析を活用した逆解析手法も試してみる予定である．
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| Causes of Carryover |
国内外の学術会議がキャンセルとなってしまい、計画通りの旅費の執行が出来なかったため。
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