2021 Fiscal Year Annual Research Report
Millimeter-precision laser ranging system for denser global coverage
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20H01993
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| Research Institution | Hitotsubashi University |
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Principal Investigator |
大坪 俊通 一橋大学, 大学院社会学研究科, 教授 (70358943)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荒木 博志 国立天文台, RISE月惑星探査プロジェクト, 助教 (10290884)
横田 裕輔 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (30840540)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 衛星レーザ測距 / 宇宙測地学 / GGOS / 光計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，これまでにない低価格な機器を使って，これまでになく小型の SLR（衛星レーザ測距）装置を開発・実証しようとするものである．4 年計画の 2 年目にあたる 2021 年度においては，それぞれの装置に対する制御法を確立した．たとえば，レーザの発振制御，気象測器からのデータ収集，衛星軌道データの処理，飛行機位置情報の処理などは，比較的軽い処理能力でよいため，それぞれ個別に Raspberry PI を充てることで十分である一方，追尾のための架台装置の制御やイベントタイマーの制御・通信には高速な処理が求められるためパソコンが必要であることを確認した．そして，それぞれの装置に対応するソフトウェアをほぼ独自に開発し，動作実証を行った．国立天文台において，レーザ，送信望遠鏡，受信望遠鏡，受信器，イベントタイマーを持ち寄り，それらを組み合わせて試験を重ねることで，室内においての測距に成功した．その計測結果は，レーザパルスの幅やターゲットの位置などから期待された通りのふるまいを見せた．
研究代表者・研究分担者のみならず，研究協力者や関係機関の方々も呼んで，6回の対面もしくはリモートの会合のほか，互いに装置やソフトウェアを持ち寄ってかみ合わせ試験なども行った．日常的にも，Slack を利用して相互の意思疎通をスムーズに行っている．国内の学会や研究会においては，この研究計画全体や進捗を紹介するだけでなく，個々のコンポーネントの詳細な紹介も行っており，少しずつコミュニティからの認知と期待も上がっている．
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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
2021年度においては，パルスレーザ，検出器，望遠鏡，光検出器，カメラ，架台，気象測器，イベントタイマー，標準周波数発生器など，各コンポーネントに対して，物理的な組み込みだけではなく，制御のためのソフトウェア開発も行った．たとえば，昨年度購入した架台については，標準的な使い方で赤道儀として使うのではなく，Vixen 社の協力を得て経緯台として動かすことができるようになり，全天の衛星などを正確・効率的に追尾できるようになった．
なお，精密機器業界における世界的な納期長期化の影響を受け，赤外線波長のレーザ装置の購入が2022年度にずれ込んだが，本研究課題全体の進捗へのインパクトは小さい．
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| Strategy for Future Research Activity |
4 年計画の 3 年目に当たる 2022 年度においては，赤外レーザの試験を進めるほか，これまでのコンポーネント単位での開発フェーズから，かみ合わせ・組み上げのフェーズに入る．治具などを作って物理的につなげるだけではなく，制御シーケンスを考えたうえでのソフトウェア開発も行う．これまで以上に頻繁に，研究代表者・研究分担者は互いに訪問する必要があるほか，国立極地研究所や海上保安庁下里水路観測所に機材を持ち込んでの試験を実施する計画を立てている．室内にて成功した固定ターゲットへの測距試験は，屋外に持ち出して実施する．可能であれば衛星へのレーザ発射まで行いたい．さらに，極域での使用を考えて，レーザ・架台などを個別に国立極地研究所に持ち込み低温耐性試験を行いたい．国内の講演会・研究会での発表に加え，レーザ測距の国際会議 Intenational Workshop on Laser Ranging において発表を複数件出す予定である．
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