光ヘテロダイン検出方式ドップラー風ライダーの信号処理技術に関する研究

• 研究課題/領域番号: 15K06129
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 計測工学
• 研究機関: 国立研究開発法人情報通信研究機構
• 研究代表者: 石井 昌憲 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所リモートセンシング研究室, 主任研究員 (70359107)
• 研究分担者: バロン フィリップ 国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所リモートセンシング研究室, 主任研究員 (00747561) ; 村田 健史 国立研究開発法人情報通信研究機構, 総合テストベッド研究開発推進センター, 研究統括 (20274342)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 光計測 / ライダー / 風計測 / ドップラー / 光ヘテロダイン検波 / 信号処理 / ドップラー風ライダー / 衛星シミュレータ / 地表面散乱 / 衛星観測 / 衛星姿勢 / 姿勢精度 / リモートセンシング / 計測工学 / ドップラーライダー / 衛星シミュレーター

研究成果の概要

光ヘテロダイン検波方式による衛星搭載ドップラー風ライダーによる風観測の最適化を目的として、気象データを基に作られた空間的非一様性を含む大気モデルとエアロゾルモデルを衛星搭載ドップラー風ライダーシミュレーターに導入し、風データを抽出するためのアルゴリズムを高度化した。同アルゴリズムを用いて風速測定誤差について調べ、信号対雑音比との関係性を明らかにした。また、シミュレーション結果、期待できる風速測定誤差について明らかにした。衛星光学センサーシステムとして要求される姿勢制御精度について擬似地表面観測結果を用いて検討した。

研究成果

• [雑誌論文] Feasibility Study for Future Space-Borne Coherent Doppler Wind Lidar, Part 3: Impact Assessment Using Sensitivity Observing System Simulation Experiments (2018)
  • 著者名/発表者名: Okamoto, K., T. Ishibashi, S. Ishii, P. Baron, K. Gamo, T. Y. Tanaka, K. Yamashita, and T. Kubota
  • 雑誌名: 気象集誌. 第2輯 巻: 96 号: 2 ページ: 179-199
  • DOI: 10.2151/jmsj.2018-024
  • NAID: 130006694324
  • ISSN: 0026-1165, 2186-9057
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Network Quality Check Tool via HpFP Protocol on WINDS Satellite Link (2018)
  • 著者名/発表者名: Murata, K. T., Yamamoto, K., Pavarangkoon, P., Suzuki, K., Asai, T., Kan, T., Muranaga, K., Mizuhara, T., Kagebayashi, Y., Kakizawa, Y. and Yahata, M.
  • 雑誌名: J.ournal of National Institute of Infomation and Communications Technology 巻: 64 ページ: 167-176
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] HpFP プロトコルによるWINDS 衛星の回線品質検査 (2018)
  • 著者名/発表者名: 村田健史, 山本和憲, Pavarangkoon Praphan, 鈴木健治, 浅井敏男, 菅智茂, 村永和哉, 水原隆道, 影林佑哉, 柿澤康範, 矢羽田將友
  • 雑誌名: NICT季報／研究報告 巻: 63 ページ: 153-162
  • NAID: 130007660303
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Feasibility Study for Future Space-Borne Coherent Doppler Wind Lidar, Part 1: Instrumental Overview for Global Wind Profile Observation (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishii, S., P. Baron, M. Aoki, K. Mizutani, M. Yasui, S. Ochiai, A. Sato, Y. Satoh, T. Kubota, D. Sakaizawa, R. Oki, K. Okamoto, T. Ishibashi, T. Y. Tanaka, T. T. Sekiyama, T. Maki, K. Yamashita, T. Nishizawa, M. Satoh, and T. Iwasaki
  • 雑誌名: 気象集誌. 第2輯 巻: 95 号: 5 ページ: 301-317
  • DOI: 10.2151/jmsj.2017-017
  • NAID: 130007346989
  • ISSN: 0026-1165, 2186-9057
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Feasibility Study for Future Spaceborne Coherent Doppler Wind Lidar, Part 2: Measurement Simulation Algorithms and Retrieval Error Characterization (2017)
  • 著者名/発表者名: Baron, P., S. Ishii, K. Okamoto, K. Gamo, K. Mizutani, C. Takahashi, T. Itabe, T. Iwasaki, T. Kubota, T. Maki, R. Oki, S. Ochiai, D. Sakaizawa, M. Satoh, Y. Satoh, T. Y. Tanaka, and M. Yasui
  • 雑誌名: 気象集誌. 第2輯 巻: 95 号: 5 ページ: 319-342
  • DOI: 10.2151/jmsj.2017-018
  • NAID: 130007346988
  • ISSN: 0026-1165, 2186-9057
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Study on measurement performance of future space-based Doppler wind lidar in Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Ishii, K. Okamoto, P. Baron, T. Ishibashi, T. Tanaka, T. Sekiyama, T. Maki, T. Kubota, Y. Satoh, D. Sakaizawa, K. Yamashita, K. Gamo, S. Ochiai, M. Yasui, R. Oki, M. Satoh, and T. Iwasaki
  • 雑誌名: 2017 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium 巻: none ページ: 4238-4241
  • DOI: 10.1109/igarss.2017.8127938
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 衛星搭載コヒーレントドップラー風ライダーシミュレーターを用いた地表面散乱のゼロドップラー速度に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石井昌憲、Baron Philippe、村田健史、岡本幸三、石橋俊之、田中泰宙、関山剛、眞木貴史、蒲生京佳、高橋千佳子
  • 雑誌名: 第35回レーザセンシングシンポジウム予稿集 巻: none ページ: 56-57
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] A web-based real-time and full-resolution data visualization for Himawari-8 satellite sensed images (2017)
  • 著者名/発表者名: Murata, K.T., Pavarangkoon, P., Higuchi, A., Toyoshima, K., Yamamoto, K., Muranaga, K., Nagaya, Y., Izumikawa, Y., Kimura, E. and Mizuhara, T.
  • 雑誌名: Earth Sci. Inform. 巻: 11, 2 号: 2 ページ: 217-237
  • DOI: 10.1007/s12145-017-0316-4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Measurement Performance Assessment of Future Space-Borne Doppler Wind Lidar for Numerical Weather Prediction (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishii, S., K. Okamoto, P. Baron, T. Kubota, Y. Satoh, D. Sakaizawa, T. Ishibashi, T. Y. Tanaka, K. Yamashita, S. Ochiai, K. Gamo, M. Yasui, R. Oki, M. Satoh, and T. Iwasaki
  • 雑誌名: SOLA 巻: 12 号: 0 ページ: 55-59
  • DOI: 10.2151/sola.2016-012
  • NAID: 130005128582
  • ISSN: 1349-6476
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Recent activities of coherent Doppler Wind Lidar at NICT (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Ishii, A. Sato, M. Aoki, K. Akahane, S. Nagano, K. Mizutani, H. Iwai, K. Okamoto, P. Baron, S. Ochiai, and M. Kubota
  • 学会等名: Working Group on Space-Based Lidar Winds
• [学会発表] Observing system simulation experiment (OSSE) for future space-based Doppler wind lidar in Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡本 幸三, 石井 昌憲, Baron Philippe, 石橋 俊之, 田中 泰宙, 蒲生 京佳, 久保田 拓志
  • 学会等名: NOAA Working Group on Space-Based Lidar Winds
  • 発表場所: ニューポートニュース市（米国）
  • 年月日: 2017-03-22
  • 国際学会
• [学会発表] STUDY ON MEASUREMENT PERFORMANCE OF FUTURE SPACE-BASED DOPPLER WIND LIDAR IN JAPAN (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Ishii, K. Okamoto, P. Baron, T. Ishibashi, T. Tanaka, T. Sekiyama, T. Maki, T. Kubota, Y. Satoh, D. Sakaizawa, K. Yamashita, K. Gamo, S. Ochiai, M. Yasui, R. Oki, M. Satoh, and T. Iwasaki
  • 学会等名: 2017 IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 衛星搭載コヒーレントドップラー風ライダーシミュレーターを用いた地表面散乱のゼロドップラー速度に関する研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石井昌憲、Philippe Baron、村田健史、岡本幸三、石橋俊之、田中泰宙、関山剛、眞木貴史、蒲生京佳、高橋千佳子
  • 学会等名: 第35回レーザセンシングシンポジウム
• [学会発表] 地表面散乱を用いた衛星搭載ドップラー風ライダーシミュレーターによる校正検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石井昌憲, Baron Philippe, 村田 健史, 岡本, 幸三, 蒲生, 京佳, 高橋, 千佳子, 石橋, 俊之, 田中泰宙, 関山剛, 眞木貴史
  • 学会等名: 日本気象学会2017年度秋季大会
• [学会発表] Observing System Simulation Experiment (OSSE) for a future Doppler Wind Lidar satellite in Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: P. Baron, S. Ishii, K. Okamoto
  • 学会等名: EGU general assembly
• [学会発表] Preliminary results of observing system simulation experiment (OSSE) for future space-based Doppler wind lidar (2017)
  • 著者名/発表者名: 岡本 幸三、石橋 俊之、石井 昌憲、Baron Philippe、蒲生 京佳、田中 泰宙、久保田 拓志
  • 学会等名: JpGU-AGU Joint Meeting 2017
• [学会発表] Measurement Performance Assessment of Future Space-Borne Doppler Wind Lidar for Numerical Weather Prediction (2016)
  • 著者名/発表者名: P. Baron, S. Ishii, K. Okamoto, T. Kubota, Y. Satoh, D. Sakaizawa, T. Ishibashi, T. Y.Tanaka, K. Yamashita, S. Ochiai, Kyoka Gamo, M. Yasui, Riko Oki,M. Satoh, and T. Iwasaki
  • 学会等名: 日本気象学会2016年度秋季大会
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県, 名古屋市）
  • 年月日: 2016-10-28
• [学会発表] 将来衛星搭載風ライダーのための観測システムシミュレーション実験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岡本 幸三, 石井 昌憲, Baron Philippe, 石橋 俊之, 田中 泰宙, 蒲生 京佳, 久保田 拓志
  • 学会等名: 第34回レーザセンシングシンポジウム
  • 発表場所: 野沢温泉スパアリーナコンベンションホール（長野県, 下高井郡）
  • 年月日: 2016-09-08
• [学会発表] Observing system simulation experiment (OSSE) for future spaceborne Doppler wind lidar in Japanv (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Okamoto, S. Ishii, P. Baron, T. Ishibashi, T. Y. Tanaka, T. Kubota, and K. Gamo
  • 学会等名: AOGS 13th Annual Meeting
  • 発表場所: 北京（中国）
  • 年月日: 2016-08-05
  • 国際学会
• [学会発表] Recent results from feasibility study of space-based Doppler Wind Lidar in Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Okamoto, S. Ishii, P. Baron, R. Oki, M. Satoh. and T. Iwasaki
  • 学会等名: 18th Coherent Laser Radar Conference
  • 発表場所: ボルダー市（米国）
  • 年月日: 2016-07-01
  • 国際学会
• [学会発表] Observing Simulation System Experiment (OSSE) of Spaceborne Doppler Wind Lidar in Japanv (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Okamoto, S. Ishii, P. Baron, T. Ishibashi, T. Y. Tanaka, T. Kubota, R. Oki, and K. Gamo
  • 学会等名: 10th SPIE Asia-Pacific Remote Sensing Symposium
  • 発表場所: ニューデリー（インド）
  • 年月日: 2016-04-07
  • 国際学会
• [学会発表] Measurement performance of future space-based Doppler lidar (2016)
  • 著者名/発表者名: S. Ishii, P. Baron, K. Okamoto, T. Ishibashi, T. Y. Tanaka, T. T. Sekiyama, T. Maki, K. Yamashita, Y. Satoh, T. Kubota, D. Sakaizawa, S. Ochiai, M. Yasui, M. Satoh, T. Iwasaki, K. Gamo, C. Takahashi
  • 学会等名: 10th SPIE Asia Pacific Remote Sensing Symposium
  • 発表場所: ニューデリー（インド）
  • 年月日: 2016-04-05
  • 国際学会
• [学会発表] ドップラー風ライダーによる大気風観測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 石井昌憲, 岡本幸三, 佐藤洋平, 久保田拓司, 境澤大亮, 石橋俊之, 田中泰宙, 関山剛, 眞木貴史, 山下浩史, 西澤智明, 佐藤篤, Philippe Baron, 青木誠,水谷耕平, 落合啓, 沖理子, 佐藤正樹, 岩崎俊樹
  • 学会等名: 超低高度衛星の利用に向けたワークショップ（第3回）
  • 発表場所: 宇宙航空研究開発機構東京事務所（ 東京都千代田区）
  • 年月日: 2016-02-29
• [学会発表] Feasibility study for future space-borne Doppler wind lidar (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Ishii, K. Okamoto, T. Kubota, P. Baron, A. Sato, T. Ishibashi, T. Tanaka, T. T. Sekiyama, T. Maki, K. Yamashita, D. Sakaizawa, Y. Satoh, S. Yamawaka, K. Akahane, S. Nagano, T. Umezawa, K. Mizutani, M. Yasui, S. Ochiai, T. Nishizawa, R. Oki, M. Satoh, and T. Iwasaki
  • 学会等名: NOAA Working Group on Space-Based Lidar Winds
  • 発表場所: NOAA AOML（ 米国フロリダ州マイアミ市）
  • 年月日: 2015-11-03
• [学会発表] 衛星搭載ドップラー風ライダーシミュレータの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石井昌憲, Philippe Baron, 村田健史, 蒲生京佳, 高橋千佳, 岡本幸三, 田中泰宙, 関山剛, 眞木貴史
  • 学会等名: 日本気象学会・2015年度秋季大会
  • 発表場所: 京都テルサ（ 京都府京都市）
  • 年月日: 2015-10-28
• [学会発表] 超低高度衛星搭載ドップラー風ライダーの実現性検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石井昌憲, Philippe Baron, 佐藤篤, 水谷耕平, 落合啓, 久保田拓司, 佐藤洋平, 境澤大亮, 沖理子, 岡本幸三, 石橋俊之, 田中泰宙, 関山剛, 眞木貴史, 山下浩史, 西澤智明, 佐藤正樹, 岩崎俊樹
  • 学会等名: 第59回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: かごしま県民交流センター（ 鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2015-10-09
• [学会発表] 超低高度衛星搭載ドップラー風ライダーによる風観測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石井昌憲 , Philippe Baron, 水谷耕平, 落合 啓, 境澤大亮, 久保田拓司, 沖 理子, 佐藤 篤, 岡本幸三, 石橋俊之, 田中泰宙, 関山 剛, 眞木貴史, 山下浩史, 西澤智明, 佐藤正樹, 岩崎俊樹
  • 学会等名: 第33回レーザセンシングシンポジウム
  • 発表場所: 大田区産業プラザPIO コンベンションホール（ 東京都大田区）
  • 年月日: 2015-09-11
• [学会発表] Conceptual idea for future space-borne Doppler Wind Lidar (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Ishii, K. Okamoto, Y. Satoh, A. Satod, P. Baron, T. Kubota, D. Sakaizawa, T. Ishibashi, T. Tanaka, T. Nisizawa, M. Yasui, K. Mizutani, S. Ochiai, S. Yamawaka, R. Oki, M. Satoh, and T. Iwasaki
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場（ 千葉県千葉市）
  • 年月日: 2015-05-27
• [備考] 宇宙からの風
  • URL: http://www2.nict.go.jp/res/lidar/p7.html
• [備考] ドップラーライダーによる宇宙からの風観測を考える検討会
  • URL: http://spacebornedopplerlidar.nict.go.jp/