2012 Fiscal Year Annual Research Report
衛星間通信を活用した編隊飛行衛星群による宇宙電磁環境の高度連携多点計測法
| Project/Area Number |
24360159
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Research Institution | Kanazawa University |
|---|
Principal Investigator |
笠原 禎也 金沢大学, 総合メディア基盤センター, 教授 (50243051)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 由貴 金沢大学, 電子情報学系, 准教授 (30361976)
小嶋 浩嗣 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (10215254)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 信号処理 / 計測システム / 地球惑星磁気圏 / プラズマ波動 / 電波科学 / 衛星通信 / 宇宙科学 / 自律制御ソフトウェア |
|---|
| Research Abstract |
地球近傍の宇宙プラズマ環境を、編隊飛行する小型衛星群によって連携して同時多点観測を行うために必要な技術と、科学衛星で得られた電磁波計測データを用いた宇宙プラズマの空間構造の推定法について研究を進めた。初年度は、以下に示す検討を進め、それぞれ良好な成果を得た。
(1)小型衛星に搭載する際に必須となる電磁波受信器の小型化・高性能化を行うために、従来の衛星搭載用CPUでは実時間処理が不可能な信号処理の一部をFPGA化するための検討を行った。設計を終えた帯域分割などのモジュールは、市販のFPGA評価ボード上で動作検証を行い、良好な動作を確認した。さらに今後、模擬信号を入力した試験を効率的に行うために、電磁波受信器のデジタル処理部を模擬した専用FPGAボードの回路設計を行った。
(2)複数PCで構成した既開発の連携観測シミュレータを拡張し、時間変動する磁気圏空間中を編隊飛行衛星群が飛翔するケースを想定した計算機実験を行い、最適観測モードの決定アルゴリズムについて、複数の方法を数値的に比較・評価を行った。
(3)プラズマ波の偏波・伝搬ベクトル推定に必要なパラメータを機上処理で導出する方法の実現性を検討するとともに、得られたパラメータから、プラズマ中のイオン組成比などの物理量を導出する方法について検討を行った。
(4)あけぼの・かぐやなどの科学衛星で得られたプラズマ波の波形や位相特性から、地球ならびに月近傍で観測される波動の発生・伝搬特性を明らかにするとともに、波動の特性から得られるプラズマ環境を明らかにし、電磁波計測をもちいた宇宙プラズマ環境計測の有効性を実証した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
複数の小型衛星での同時多点観測を実現するための、搭載機器の小型化・衛星間の連携観測法の検討など、搭載用観測装置の実用化に向けた検討とともに、計測によって得られた(あるいは得られることが予想される)電磁波形データから、これまで実現できなかった高精細な宇宙プラズマ環境の計測が可能であることの実証を、同時並行して進めており、交付申請時の計画をほぼ予定通り進めている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
JAXAが検討中の編隊飛行衛星群を用いた観測ミッションは、まだ打ち上げにむけた具体的な計画が進んでいないが、当申請課題で計画している研究開発項目は、同ミッションの実施がいつ決定されても、実用可能となるよう、必要な基礎技術の獲得を目指して予定通り推進する。また同ミッションに先駆けた、実証実験的なミッションにおいて、積極的に活用できる汎用性を常に意識して今後も研究を進める予定である。
|
| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
現在、回路設計が終了したFPGAボードは、次年度前半で製作を行い、後半からFPGA上に各種信号処理モジュールを実装して動作検証と評価・改良を進める。また2015年度に内部磁気圏探査衛星ERGの打ち上のが決定したことから、同衛星に搭載するデジタル受信器部にも応用可能な機上インテリジェント信号処理部の提案と実装、さらには先行する欧米の複数衛星ミッションのデータも参照しながら、編隊飛行衛星群の連携観測立案法の提案を行っていく。
|
