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2014 Fiscal Year Research-status Report

低軌道衛星の精密軌道決定が拓く全球規模の測地学

Research Project

Project/Area Number 26400449
Research InstitutionHitotsubashi University

Principal Investigator

大坪 俊通  一橋大学, 社会学研究科, 教授 (70358943)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松尾 功二  国土地理院(地理地殻活動研究センター), 宇宙測地研究室, 研究官 (80722800)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywords宇宙測地学 / GGOS / 衛星レーザ測距 / 地球重力場 / 地球重心 / 国際情報交換
Outline of Annual Research Achievements

人工衛星を使った宇宙測地データの解析において,人工衛星に作用する加速度モデルの精度は徐々に向上してはいるものの,センチメートル~ミリメートルの精度を達成するために十分なモデルは未だ構築されていない.それを解決するため,単純な形をした「経験的加速度」を導入し,加速度モデルに取り込むことで,未知の加速度を吸収させることが一般的である.平成26年度においては,経験的加速度の定数項・周期項が測地パラメータに与える影響を評価した.実在する衛星の軌道に対して,小さく経験的加速度を加えて数値積分を行い,元の軌道との差を計算し,あわせて変数間の相関を調べた.その結果,地球重心のZ成分,地球の重力定数(GM),同じく2次の項 J2 との相関が高いことがわかり,これらを導出する際には経験的加速度変数の適切な選定が重要であることを示すことができた.
地球重力場の1次の項である地球重心位置は,大気・陸水循環,極域氷床変動,海水準変動,といった地球上の質量再分配によって時々刻々と移動している.平成26年度では,SLRデータを使った精密軌道解析を通して2002-2014年の重心移動の推移を導出し,その変動源となる質量再分配の解明に臨んだ.様々な地球物理モデルや他の測地データを使って重心移動を数値的にシミュレーションを行ったところ,地球重心を動かす主な質量変動源は,2002-2007年は極域氷床の融解,2007-2011年は大気変動,2011-2014年は陸水変動であることが分かった.このうち,大気や陸水による重心移動は,モデルによって高い精度で再現できた.
このほか,最新の測地衛星 LARES,小型測地衛星 STARLETTE・STELLA の光学応答に関する研究を進め,観測値に対する補正を 1 mm 精度で与えるモデルを構築した.今後,国際的に標準モデルとして用いられることが期待される.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

測地衛星の光学応答に関する研究は,海外からの要請を受け,前倒しで実施することにし,すでに平成26年度内に小型の測地衛星について成果を論文としてまとめたところである.一方,当初平成26・27年度の2年間の計画としていた High-Low 型の軌道決定については,平成28年度まで延ばすことにする.研究分担者・松尾には平成26年度途中で勤務先の変更があったものの,上記2点以外は,当初の計画に順調に沿っている.
研究代表者・大坪と研究分担者・松尾の間では,3~4か月毎に直接会って本研究に関する打ち合わせを実施するなど,連携を密にして研究を進めている.また,本研究による成果は,積極的に論文および講演会にて発信している.

Strategy for Future Research Activity

まずは,GNSS 受信機を搭載した低軌道衛星(High-Low 型)の軌道決定が行えるよう,自前で整備しているソフトウェア c5++ の開発を続行する.あわせて,極域における測地観測の増強の意義を数値的に示すため,特にレーザ測距局の新設による効果をシミュレーション解析する.ソフトウェアの開発を進める上では,研究代表者・大坪と研究分担者・松尾の間,さらに他の研究者も含めた緊密な連携が必要となるため,頻繁に打ち合わせを実施することとしたい.
平成27年2月には,地球上の位置の基準を世界各国で連携して維持することが国連総会において決議されたところであり,地球基準座標系の構築・高精度化への寄与も念頭におきながら研究を進めたい.

Causes of Carryover

研究の進展に伴い,当初予想し得なかった新たな知見が得られたことから,その知見を使用し十分な研究成果を得るために,当初の研究計画を変更する必要が生じたことにより,その調整に予想外の日数を要したため年度内に完了することが困難となった.

Expenditure Plan for Carryover Budget

6月22日から7月1日にかけてチェコ国・プラハにて開催される,測地学・地球物理学に関わる世界的な会合 IUGG General Assembly の参加費あるいは旅費として,平成27年度交付額と合わせて使用する.

  • Research Products

    (20 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results,  Open Access: 2 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Center-of-mass corrections for sub-cm-precision laser-ranging targets: Starlette, Stella and LARES2015

    • Author(s)
      T. Otsubo, R. A. Sherwood, G. M. Appleby, R. Neubert
    • Journal Title

      Journal of Geodesy

      Volume: 89 Pages: 303-312

    • DOI

      10.1007/s00190-014-0776-y

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A method to calculate zero-signature satellite laser ranging normal points for millimeter geodesy - a case study with Ajisai2015

    • Author(s)
      D. Kucharski, G. Kirchner, T. Otsubo, F. Koidl
    • Journal Title

      Earth, Planets and Space

      Volume: 67 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1186/s40623-015-0204-4

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 重力衛星が捉えるグリーンランド氷床の縮退2015

    • Author(s)
      松尾功二, 福田洋一, 大坪俊通, 鈴木知良
    • Journal Title

      月刊地球

      Volume: 37 Pages: 25-31

  • [Journal Article] Estimation of Continental-Basin-Scale Sublimation in the Lena River Basin, Siberia2015

    • Author(s)
      Kazuyoshi Suzuki, Glen E. Liston, Koji Matsuo
    • Journal Title

      Advances in Meteorology

      Volume: 2015 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1155/2015/286206

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Crustal subsidence observed by GRACE after the 2013 Okhotsk deep-focus earthquake2015

    • Author(s)
      Yusaku Tanaka, Kosuke Heki, Koji Matsuo, Nikolay V. Shestakov
    • Journal Title

      Geophys. Res. Lett.

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1002/2015GL063838

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Combination of GPS and VLBI on the observation level during CONT11 -- common parameters, ties and inter-technique biases2014

    • Author(s)
      T. Hobiger, T. Otsubo
    • Journal Title

      Journal of Geodesy

      Volume: 88 Pages: 1017-1028

    • DOI

      10.1007/s00190-014-0740-x

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 変動する地球 -衛星重力ミッションが捉えた新たな描像-2015

    • Author(s)
      松尾功二
    • Organizer
      地学オリンピック とっぷ・レクチャー
    • Place of Presentation
      産業総合研究所・共用講堂(茨城県・つくば市)
    • Year and Date
      2015-03-15
    • Invited
  • [Presentation] 大規模な質量再分配によって駆動される地球重心の移動2014

    • Author(s)
      松尾功二, 大坪俊通, 宗包浩志, 福田洋一
    • Organizer
      第122回日本測地学会講演会
    • Place of Presentation
      つくばサイエンス・インフォメーションセンター(茨城県・つくば市)
    • Year and Date
      2014-11-07
  • [Presentation] 精密軌道決定において経験的加速度推定が測地パラメータに与える影響2014

    • Author(s)
      大坪俊通, 久保岡俊宏, 松尾功二
    • Organizer
      第122回日本測地学会講演会
    • Place of Presentation
      つくばサイエンス・インフォメーションセンター(茨城県・つくば市)
    • Year and Date
      2014-11-06
  • [Presentation] Two-fold Quality Assessment of Global SLR Data2014

    • Author(s)
      T. Otsubo, M. Kobayashi, S. Takakura
    • Organizer
      19th International Workshop on Laser Ranging
    • Place of Presentation
      Historic Inns of Annapolis (米国・アナポリス)
    • Year and Date
      2014-10-31
  • [Presentation] Geocenter Motion Driven by Large-Scale Mass Redistribution2014

    • Author(s)
      K. Matsuo, T. Otsubo
    • Organizer
      19th International Workshop on Laser Ranging
    • Place of Presentation
      Historic Inns of Annapolis (米国・アナポリス)
    • Year and Date
      2014-10-28
  • [Presentation] Systematic Range Error 2013-20142014

    • Author(s)
      T. Otsubo
    • Organizer
      19th International Workshop on Laser Ranging
    • Place of Presentation
      Historic Inns of Annapolis (米国・アナポリス)
    • Year and Date
      2014-10-27
  • [Presentation] Accelerated/Decelerated ice thickness variations in Greenland from ICESat altimetry (2003-2009)2014

    • Author(s)
      Koji Matsuo, Yoichi Fukuda, Kazuyoshi Suzuki
    • Organizer
      AOGS 11th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌(北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2014-08-01
    • Invited
  • [Presentation] High resolution mapping of ice mass trend in Greenland using GRACE GFZ solution2014

    • Author(s)
      Koji Matsuo, Yoichi Fukuda
    • Organizer
      AOGS 11th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌(北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2014-07-30
  • [Presentation] Scale Parameters of the Earth Sensitive to the Optical Response of Spherical SLR Targets2014

    • Author(s)
      T. Otsubo, K. Matsuo, R. A Sherwood, G. M. Appleby, R. Neubert
    • Organizer
      AOGS 11th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      ロイトン札幌(北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2014-07-28
  • [Presentation] Detection of Postseismic Signatures of the 2006 and 2007 Kuril Islands Earthquakes From Satellite Gradiometry2014

    • Author(s)
      Koji Matsuo, Yoichi Fukuda, Yoshiyuki Tanaka
    • Organizer
      International Symposium on Geodesy for Earthquake and Natural Hazards in 2014
    • Place of Presentation
      ホテル大観荘(宮城県・東松島市)
    • Year and Date
      2014-07-24
  • [Presentation] GRACE GFZ解(RL05a)を用いたグリーンランドの経年氷床質量変動の高分解能マッピング:相関フィルターとスレピアン関数の適用2014

    • Author(s)
      松尾功二, 福田洋一
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2014-05-01
  • [Presentation] グリーンランドの加速的・減速的な氷厚変動:ICESat衛星(2003-2009)による観測2014

    • Author(s)
      松尾功二, 福田洋一, 鈴木知良
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2014-04-30
  • [Presentation] SLR 衛星の光学応答に敏感な地球のスケールパラメータ2014

    • Author(s)
      大坪 俊通, 松尾 功二, R. A Sherwood, G. M. Appleby, R. Neubert
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • Year and Date
      2014-04-28
  • [Remarks] 一橋大学地学研究室

    • URL

      http://geo.science.hit-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2016-05-27  

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