地球環境資源衛星の国際追跡局網構築と軌道データの地球物理学・雪氷学的応用

• 研究課題/領域番号: 03044145
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 研究機関: 国立極地研究所
• 研究代表者: 平沢 威男 国立極地研究所, 企画調整官, 教授 (30011571)
• 研究分担者: GALAS Roman ポツダム地球物理中央局, 主任研究員 ; BOUCHER Clau フランス国立地理研究所, 測地部長 ; SCHENKE Hans アルフレッド, ヴェゲナー研究所, 主任研究員 ; REIGBER Chri ポツダム地球物理中央局, 局長 教授 ; 福田 洋一 京都大学, 理学部・地球物理研究施設, 助教授 (30133854) ; 渋谷 和雄 国立極地研究所, 研究系, 助教授 (80132710) ; 伊藤 一 国立極地研究所, 北極圏環境センター, 助教授 (80232461) ; 江尻 全機 国立極地研究所, 情報科学センター, センター長 教授 (30013692) ; FRANK Flecht ドイツ測地学研究所, 研究員 ; CLAUDE Bouch フランス国立地理研究所, 測地部長 ; HANS Schenke アルフレッド, ヴェゲナー研究所, 主任研究員 ; CHRISTOPH Re ドイツ測地学研究所, 所長, 教授 ; 西尾 文彦 北海道教育大学, 釧路分校, 教授 (40044789) ; FLECHTNER Fr ドイツ測地学研究所, 研究員 ; LECHNER Wolf ドイツ測地学研究所, 研究員 ; 佐藤 夏雄 国立極地研究所, 研究系, 教授 (50132709)
• 研究期間 (年度): 1991 – 1993
• 研究課題ステータス: 完了 (1993年度)
• 配分額: 7,500千円 (直接経費: 7,500千円); 1993年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 1992年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 1991年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
• キーワード: PRARE地上局 / 昭和基地 / ERS-1衛星 / 精密軌道 / レーダー高度計データ / GPSコロケーション / DORISコロケーション / 精密重力観測 / 精密軌道決定 / EーERSー1衛星 / レ-ダ-高度計デ-タ / GPSコロケ-ション / DORISコロケ-ション

研究概要

本国際学術研究はドイツ測地学研究所を主な協力相手として、ヨーロッパ資源衛星(ERS-1)の精密軌道データを南極氷床研究に役立てようという発想から出発した。しかしそのための衛星搭載機器であるPRAREが打ち上げ直後に故障したため当初計画は変更を余儀なくされた。我々はPRAREのみに囚われず、各種の宇宙技術・精密測地観測を推し進めることにより地球変動現象解明を国際協力で推進することに重点を移した。例えばDORISビ-コンアンテナ設置、精密重力観測、GPS観測、VLBI観測など極域で積極的に充実すべき観測項目について、ドイツ測地学研究所(ミュンヘン)、ポツダム地球物理中央局(ポツダム)、フランス国立地理研究所(パリ)、アルフレッド・ヴェゲナー研究所(ブレ-マ-ハーフェン)、フランス宇宙局(トールーズ)等と情報交換・研究者交流を実施してきた。
主な研究成果の概要は以下の通りである。
1.氷床変動研究
(1)PRAREの故障で精密軌道は得られなかったが、レーザー測距で軌道決定されたOPRO2レーダー高度計データを用いた氷床地形研究を継続した。我々は地上データとの照合から地形傾斜補正、反射波再追跡補正、ジオイド高補正等の補正項をどこまで正確に含めると衛星による氷床海抜高度と地上測量による海抜高度が0.1m精度で一致するかの見積りを得ることを主眼においている。
(2)各種補正項すべて含めてもドイツ隊の地上検証実験によると南極沿岸平坦域で約0.5-1m、日本隊の内陸2000m高度での比較実験によると1-2m誤差が残る。氷床全体としての質量収支を見るにはやはりPRAREを利用して0.1-0.2m精度の軌道要素が期待できるERS-2のレーダー高度計データが有用と思われる。
2.地心座標系研究
(1)フランス国立地理研究所との協力により昭和基地に設置されたDORISビ-コンからはすでに1年間のビ-コンデータが取得され、地心座標系確立に役だっている。またこのビ-コンデータはTopex/Poseidon衛星の精密軌道決定に使用され、0.1m精度が実現している。そこで、このTopex/Poseidon軌道に合うようにERS-1軌道を較正・適合させて氷床上で得られるレーダー高度計データの精度が上げられないか検討している。
(2)昭和基地の多目的アンテナを用いたVLBI基準点座標は1990年1月に行われた実験から試験的に求められている。この基準点座標と地上基準点と結ぶGPS測量が33次隊の越冬中に試みられた。その結果10-15cm精度の取り付け測量が可能なことがわかった。現在さらに解析ソフトの改良でこの精度を上げられないか検討している。VLBI、GPS、DORISによる基準点座標の精密コロケーションにより10cm以下の精度で南極域の地心座標系が確立できる。
3.精密重力研究
地上位置の変化を精密に調べる時、固体地球及び海洋が月・太陽などの天体引力によりどのように変形するかが問題になる。観測空白域である南極で精密な重力潮汐観測を実施することは1cm/年規模の地球変形を知るうえで重要である。本研究と並行して昭和基地において超伝導重力計による連続観測が実現したことは、精密測地学にとって大きな進歩をもたらすはずである。遠隔地で超伝導重力計を稼動させることは液体ヘリウムを扱う関係上、それほど容易ではない。オヒギンズ基地でもドイツが計画してきたがまだ成功していない。本国際学術研究によるポツダム地球物理中央局・フランス宇宙局・オーストラリア測量局などとの研究打ち合わせにより国際的な南極潮汐観測プロジェクトの気運が熟しつつある。

研究成果

• [文献書誌] Masaki EJIRI: "Syowa VLBI Station,Antarctica-Initial implementation and future plan" Proceedings of the International Workshop for Reference Frame Establishment and Technical Development in Space Geodesy. 291-298 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kazuo SHIBUYA: "Local geodetic tie between the VLBI reference point and the SCAR GPS point at Syowa Station,Antarctica" Journal of Geodetic Society of Japan. (予定). (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kazuo SHIBUYA: "Syowa Station;observatory for global geodesy in Antarctica(a review)" Proceedings of the NIPR Symposium on Antarctic Geosciences. 6. 26-36 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Yoichi FUKUDA: "Map of geoid in and around Japan with JODC J-Bird bathymetric chart in a scale of 1:1,000,000" Bulletin of the Ocean Research Institute University of Tokyo. 31. 4sheets (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Hajime ITO: "Temperature profiles of the Greenland Sea in the summer of 1993:Oceanographic observations on the LANCE cruise" Nankyoku Shiryo(Antarctic Record). 37. 66-69 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Masaki EJIRI: "Syowa VLBI Station, Antarctica-Initial implementation and future plan" Proceedings of the International Workshop for Reference Frame Establishment and Technical Development in Space Geodesy. 291-298 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kazuo SHIBUYA: "Syowa Station ; observatory for global geodesy in Antarctica(a review)" Proceedings of the NIPR Symposium on Antarctic Geosciences. 6. 26-36 (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kazuo SHIBUYA: "Local geodetic tie between the VLBI reference point and the SCAR GPS point at Syowa Station, Antarctica" Journal of Geodetic Society of Japan. in preparation (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Yoichi FUKUDA: "Map of geoid in and around Japan with JODC J-Bird bathymetric chart in a scale of 1 : 1,000,000" Bulletin of the Ocean Research Institute, University of Tokyo. 31. 4 sheets (1993)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hajime ITO: "Temperature profiles of the Greenland Sea in the summer of 1993 : Oceanographic observations on the LANCE cruise" Nankyoku Shiryo(Antarctic Record). 37. 66-69 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kazuo SHIBUYA: "Observation and Analysis of Tidal Gravity Variations at Asuka Station Located on the Antarctic Ice Sheet" Journal of Geophysical Research. 98. (1993)
• [文献書誌] Masaki Ejiri: "The results of the first Antarctic VLBI experiments with the Syowa Station in Antarctica" Antarctic Science. 5. (1993)
• [文献書誌] Fumihiko Nishio: "Disintegrating ice front of Shirase Glacier and mass balance in Shirase Glacier drainage basin,East Antarcica." Annals of Glaciology. 17. (1993)
• [文献書誌] Fumihiko NISHIO: "Annals of Glaciology" Weddell Polynya-Next occurrence on satellite microwave image inferred from ice core record-. 16. 24-32 (1991)
• [文献書誌] Natsuo SATO: "Journal of Geophysical Research" Solar influence of ELF-VLF emission observed at conjugate stations. 96. 11455-11460 (1991)
• [文献書誌] Kazuo SHIBUYA: "Journal of Geophysical Research" Determination of geoid height at Breid Bay,East Antarctica. 96. 18285-18294 (1991)