2020 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 / 重力観測 / Satellite Laser Ranging / 衛星軌道決定 / ジオイド / 地球質量構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，SLR（Satellite Laser Ranging）衛星等の追尾観測から導出される衛星重力データと，地表重力データ及び航空重力データを統合解析することで，地球の質量分布を反映した精密な重力ジオイド・モデルの構築に関する研究を実施した．昨年度は衛星重力データと地表重力データからモデル構築を行ったが，本年度は新たに2019年から2020年6月にかけて国土地理院が関東地方にて収集した航空重力データも導入してモデル構築を行った．使用した航空重力データは高度5000mから計測されたもので，得られる重力情報としては波長10km程度であるが，海陸の重力情報を均質かつシームレスに得られるという強みを持つ．本研究では，除去復元法と最小二乗コロケーション法を併用することで，３つの異なる重力データ（衛星・航空・地表重力データ）をそれぞれの誤差特性と空間分解能を考慮しながら最適に統合化し，重力ジオイド・モデルを構築した．そして，地上検証データとの比較によって計算手法の妥当性と航空重力データの導入の効果を評価した．その結果，関東地方において，モデルと地上検証データは標準偏差約2.5cmで整合し，計算手法の妥当性が確認された．航空重力データの導入の効果は，特に地表重力データの空白域である海陸接合部で顕著であり，導入前後で最大15cmのジオイド変化が見られた．
地球重力場の復元においては，細かい摂動加速度を組み込むことが重要となる．昨年度に確立した地球輻射圧計算アルゴリズムを SLR データに適用して試験を行い，わずかながらも軌道推定の改善を確認することができた．
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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
衛星・地表・航空重力データに基づくジオイド構築に関する研究成果については，国内外で開催された学術会議で発表するとともに，現在査読付きの国際誌に投稿中である．本年度はコロナ渦の影響で国内外の研究者との議論の機会に制限はあったが，学術会議にはオンラインで参加し積極的な情報収集に努めた．松尾・大坪が関わる GGOS （全球統合測地観測システム）においては，SLR を含む宇宙測地技術の統合が進んでいる．また，日本の代表局である海上保安庁下里水路観測所を訪問し，技術情報の交換を行った．
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| Strategy for Future Research Activity |
重力データに基づくジオイド構築に関する研究については，引き続きデータの追加や計算手法の高度化に取り組む予定である．航空重力データと他の重力データをより最適に統合化するためには，航空重力データの精度を正しく評価する必要があり，今後，交差検定による内部評価や上方接続した地表重力データとの比較による外部評価を行うことで検討を進める．ジオイド計算手法の高度化については，ジオイド外部の地形質量を地球内部に移動させ，滑らかな重力場のもとで下方接続や積分処理を行う計算手法などを試す予定である．
SLR観測に基づく地球重力場推定及び全球質量収支推定については，今後，SLRデータの解析手法の高度化や逆解析手法の改良に取り組む予定である．SLR解析の高度化は，衛星に作用する非保存力（太陽輻射圧・地球輻射圧・大気抵抗など）のモデル化に関わる研究を引き続き進めていく．特に非球形の衛星に作用する摂動加速度に注目して研究を進める． 世界のほぼすべての SLR 局では観測員が測距観測を実施している．ロックダウンが多発した国々においては観測員の出勤不能や制限などが行われ，世界の総観測量が2割ほど減少している．これが重力場パラメータなどに与えるインパクトについても考察する必要がある． SLR 観測データフォーマットの更新が2021年半ばに予定されており，新フォーマットへの対応が必要となる．また，フォーマット変更による測地解への影響も確認する．逆解析手法の改良については，主成分分析などの統計情報に基づく制約化など試みてみる予定である．
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| Causes of Carryover |
コロナウィルスの影響で、予定していた国内外の学会参加のための費用を使用しなかったことから次年度使用額が生じた。
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[Presentation] GGOS Japan: Uniting Space Geodetic Activities in Japan2020
Author(s)
T. Otsubo, B. Miyahara, Y. Yokota, S. Kurihara, H. Munekane, S.Watanabe, T. Miyazaki, H. Takiguchi, Y. Aoyama, K. Doi, Y. Fukuda, K. Matsuo, T. Jike, T. Matsumoto, R. Ichikawa
Organizer
EGU General Assembly 2020
Int'l Joint Research
