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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Millimeter-precision laser ranging system for denser global coverage

Research Project

Project/Area Number 20H01993
Research InstitutionHitotsubashi University

Principal Investigator

大坪 俊通  一橋大学, 大学院社会学研究科, 教授 (70358943)

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)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords衛星レーザ測距 / 宇宙測地学 / 光計測 / GGOS / 精密軌道決定
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,容易に入手可能かつ低価格なコンポーネントにより小型の SLR(衛星レーザ測距)装置を開発・実証し,世界における SLR の位置づけにインパクトを与えようとするものである.
4年計画の最終年にあたる2023年度においては,これまで開発を続けてきたそれぞれのコンポーネントを組み合わせ,1つのパッケージとしてまとめた.国立極地研究所の屋上などで,地上そして人工衛星へレーザパルスを発射し測距試験を行った.数か月にわたる試験と改良を重ねた結果,2023年12月には低軌道の人工衛星への測距観測にはじめて成功した.その後,2024年3月には国土地理院の石岡測地観測局に移設し,長期試験を始めるところである.
衛星測距データの予備的な解析も行っている.1ショットあたりの精度は 7-8 cm であるが,15秒から120秒の区間代表値として作るノーマルポイントデータでは,理論値ながら 3-4 mm を達成している.これは,高繰り返し率のレーザの恩恵により,データの量が区間あたり最大で 500 個取得できることによる.観測装置が小型・低価格であることによる制約はあるが,この精度の測距データが安定的に提供できれば,「使える」宇宙測地技術として普及に貢献できる.
研究代表者・研究分担者の間では非常に緊密な研究推進体制を構築できた.さらに,関係機関の方々から,当初予想をはるかに超える協力の申し出を受けており,本研究への期待は大きい.測地目的に限らず,通信や時刻周波数伝送などの新たな応用分野も開拓画来た.国内はもとより海外からの注目も高く,世界的に SLR 技術の新たな潮流を生み出すことができた.

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (36 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Acoustic positioning of closely-flying aircraft for eye safety of space laser applications2024

    • Author(s)
      Otsubo Toshimichi、Kobayashi Mihoko、Yokota Yusuke、Kouno Kenji、Araki Hiroshi
    • Journal Title

      Advances in Space Research

      Volume: 73 Pages: 982~991

    • DOI

      10.1016/j.asr.2023.09.067

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Representation and interpretation about underwater sound speed gradient field in the GNSS-A observation2024

    • Author(s)
      Yokota Yusuke、Ishikawa Tadashi、Watanabe Shun-ichi、Nakamura Yuto、Nagae Koya
    • Journal Title

      Geophysical Journal International

      Volume: 237 Pages: 902~915

    • DOI

      10.1093/gji/ggae083

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] GGOS Japan: 宇宙測地技術の拠り所としての10年2024

    • Author(s)
      大坪 俊通、宮原 伐折羅
    • Journal Title

      月刊測量

      Volume: 3 Pages: 18~21

  • [Journal Article] Demonstration of deep-space synchronous two-way laser ranging with a laser transponder aboard Hayabusa22023

    • Author(s)
      Noda Hirotomo、Senshu Hiroki、Otsubo Toshimichi、et al.
    • Journal Title

      Advances in Space Research

      Volume: 71 Pages: 4196~4209

    • DOI

      10.1016/j.asr.2022.12.057

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Cooperative Ocean Survey Method by a UAV and an AUV: State Estimation of the AUV Based on the UAV2023

    • Author(s)
      Matsuda Takumi、Yokota Yusuke
    • Journal Title

      Marine Technology Society Journal

      Volume: 57 Pages: 24~33

    • DOI

      10.4031/MTSJ.57.4.5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Muography2023

    • Author(s)
      Tanaka Hiroyuki K. M., et al.
    • Journal Title

      Nature Reviews Methods Primers

      Volume: 3 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s43586-023-00270-7

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Full-Bayes GNSS-A solutions for precise seafloor positioning with single uniform sound speed gradient layer assumption2023

    • Author(s)
      Watanabe Shun-ichi、Ishikawa Tadashi、Nakamura Yuto、Yokota Yusuke
    • Journal Title

      Journal of Geodesy

      Volume: 97 Pages: -

    • DOI

      10.1007/s00190-023-01774-6

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] First navigation with wireless muometric navigation system (MuWNS) in indoor and underground environments2023

    • Author(s)
      Tanaka Hiroyuki K.M.、Gallo Giuseppe、Gluyas Jon、Kamoshida Osamu、Lo Presti Domenico、Shimizu Takashi、Steigerwald Sara、Takano Koji.、Yang Yucheng、Yokota Yusuke
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 26 Pages: 107000~107000

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.107000

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] みんなでふたたび木星へ,そして氷衛星へ その8 ~JUICE搭載ガニメデレーザ高度計GALA: 打ち上げ・軌道上初期チェックの報告~2023

    • Author(s)
      塩谷 圭吾、リンゲナウバー カイ、アレクサンダー スターク、フスマン ハウケ、GALAチーム、小林 正規、荒木 博志、木村 淳、野田 寛大、竝木 則行、押上 祥子、東原 和行、齋藤 義文
    • Journal Title

      日本惑星科学会誌遊星人

      Volume: 32 Pages: 302~312

    • DOI

      10.14909/yuseijin.32.4_302

    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] IVS and GGOS Japan2024

    • Author(s)
      T. Otsubo
    • Organizer
      The 25th Anniversary Event of IVS
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Low-cost, compact, multi-purpose SLR system, Omni-SLR2024

    • Author(s)
      T. Otsubo, H. Araki, Y. Yokota, M. Kobayashi, K. Kouno, T. Matsumoto, J. Nakajima, K. Kokado, Y. Aoyama
    • Organizer
      13th IVS General Meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 小型・低価格・多目的の衛星レーザ測距システム Omni-SLR の開発2023

    • Author(s)
      大坪 俊通, 荒木 博志, 横田 裕輔, 松本 岳大, 小林 美穂子, 河野 賢司, 土井 浩一郎, 青山 雄一, 高嶋 徹, 柳本 教朝
    • Organizer
      第67回宇宙科学技術連合講演会
  • [Presentation] Acoustic positioning system of closely-flying aircraft for SLR eye safety2023

    • Author(s)
      T. Otsubo, M. Kobayashi, Y. Yokota, K. Kouno, H. Araki
    • Organizer
      2023 Virtual International Workshop on Laser Ranging
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 地球の大きさをミリメートルの精度で測るには? いつの世もからみあう時間と位置2023

    • Author(s)
      大坪 俊通
    • Organizer
      日本測地学会公開講座:世界をつなぐ測地学
    • Invited
  • [Presentation] Omni-SLRの開発 (1) 光学系サブシステム2023

    • Author(s)
      荒木 博志, 大坪 俊通, 小林 美穂子, 横田 裕輔, 松本 岳大
    • Organizer
      日本測地学会第140回講演会
  • [Presentation] Omni-SLR の開発 (2) 追尾系・制御系サブシステム2023

    • Author(s)
      大坪 俊通, 小林 美穂子, 荒木 博志, 横田 裕輔, 河野 賢司, 松本 岳大
    • Organizer
      日本測地学会第140回講演会
  • [Presentation] Omni-SLR の開発 (3) タイミング計測系サブシステム2023

    • Author(s)
      河野 賢司,横田 裕輔, 大坪 俊通, 荒木 博志, 松本 岳大
    • Organizer
      日本測地学会第140回講演会
  • [Presentation] GGOS Japan: 全球統合測地観測システム (GGOS) のAffiliate としての測地学への貢献2023

    • Author(s)
      大坪 俊通, 宮原 伐折羅
    • Organizer
      日本測地学会賞坪井賞(団体賞)受賞記念講演
    • Invited
  • [Presentation] Small-size, low-cost, multi-purpose SLR System: Omni-SLR2023

    • Author(s)
      T. Otsubo, H. Araki, Y. Yokota, T. Matsumoto, M. Kobayashi, K. Kouno, K. Doi, Y. Aoyama, T. Takashima, N. Yanagimoto
    • Organizer
      IUGG2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The 10-year evolution of GGOS Japan2023

    • Author(s)
      T. Otsubo, B. Miyahara, S. Kurihara, Y. Yokota, Y. Takagi, Y. Nakamura, H. Takiguchi, Y. Aoyama, K. Matsuo
    • Organizer
      IUGG2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 小型・低価格・多目的 SLR システム Omni-SLR の開発進捗報告2023

    • Author(s)
      大坪 俊通, 荒木 博志, 横田 裕輔, 松本 岳大, 小林 美穂子, 河野 賢司, 土井 浩一郎, 青山 雄一, 高嶋 徹, 柳本 教朝
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
  • [Presentation] 全球統合測地観測システム(GGOS)-日本での最近の活動-2023

    • Author(s)
      宮原 伐折羅, 大坪 俊通, 横田 裕輔, 栗原 忍, Sehnal Martin, Sanchez Laura
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
  • [Presentation] 木星氷衛星探査ミッション (JUICE) 搭載ガニメデレーザ高度計 (GALA): 性能モデルシミュレーション2023

    • Author(s)
      荒木 博志、石橋 高、並木 則行、野田 寛大、小林 正規、塩谷 圭吾、尾崎 正伸、水野 貴秀、齋藤 義文、東原 和行、押上 祥子、鹿島 伸悟、木村 淳、Steinbrugge Gregor、Stark Alexander、Althaus Christian、Del Togno Simone、Lingenauber Kay、Hussmann Hauke
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
  • [Presentation] Engineering issues of UAV-based GNSS-A observation technology2023

    • Author(s)
      Yokota Y, Kaneda M, Hashimoto T, Yamaura S, Kouno K, Hirakawa Y
    • Organizer
      OCEANS 2023 Gulf Coast
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] GNSS-A観測の機器・角度依存性を検証するための水槽実験2023

    • Author(s)
      横田裕輔, 石川直史, 永江航也, 中村優斗, 渡邉俊一, 望月将志, 河野賢司, 吉田善吾
    • Organizer
      海洋音響学会2023年度研究発表会
  • [Presentation] 海洋音響工学関連の最新の研究動向2023

    • Author(s)
      横田裕輔
    • Organizer
      2023年度港湾及び海洋土木技術者のためのROV等水中機器類技術講習会
  • [Presentation] UAVによるGNSS-A海底地殻変動観測の実証実験2023

    • Author(s)
      横田裕輔, 金田政太, 橋本武憲, 山浦秀作, 河野賢司, 平川嘉昭
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
    • Invited
  • [Presentation] 新しい海面プラットフォーム:UAVの海底測地観測への応用2023

    • Author(s)
      横田裕輔
    • Organizer
      第9回海中海底工学フォーラムZERO
    • Invited
  • [Presentation] Correction for underwater acoustic ranging in GNSS-A related to sound speed structures and signal reading2023

    • Author(s)
      Yokota Y, Ishikawa T, Nagae K, Watanabe S, Nakamura Y
    • Organizer
      AGU fall meeting 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of UAV technology to realize high-frequency GNSS-A observation: experimental verification2023

    • Author(s)
      Yokota Y, Hashimoto T, Yamaura S, Kaneda M, Kouno K, Hirakawa Y
    • Organizer
      Slow2Fast Earthquake Workshop 2023,
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Advancement of accuracy and frequency of the GNSS-A seafloor crustal deformation observation2023

    • Author(s)
      Yokota Y, Ishikawa T, Watanabe S, Nakamura Y, Nagae K
    • Organizer
      IUGG2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] GNSS-Aによって取得される海洋場の表現2023

    • Author(s)
      横田裕輔, 石川直史, 渡邉俊一, 中村優斗, 永江航也
    • Organizer
      日本地震学会2023年度秋季大会
  • [Presentation] 測地学データポータルについて2023

    • Author(s)
      横田裕輔,データ作業部会
    • Organizer
      日本測地学会第140回講演会
  • [Presentation] Domestic and international situations regarding open data in the field of geodesy2023

    • Author(s)
      横田裕輔, 落唯史, 三井雄太, 瀧口博士
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
  • [Presentation] GNSS-A観測の機器・角度依存誤差の補正手法の検討2023

    • Author(s)
      横田裕輔, 石川直史, 永江航也, 中村優斗, 渡邉俊一, 望月将志, 河野賢司, 吉田善吾
    • Organizer
      Japan Geoscience Union Meeting 2023
  • [Remarks] 小型・低価格な衛星レーザ測距システム Omni-SLR

    • URL

      https://www.miz.nao.ac.jp/rise/node/634.html

URL: 

Published: 2024-12-25  

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