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海洋GNSSブイを用いた津波観測の高機能化と海底地殻変動連続観測への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 16H06310
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
研究分野 自然災害科学・防災学
研究機関大正大学 (2020-2021)
神奈川県温泉地学研究所 (2018-2019)
東京大学 (2016-2017)

研究代表者

加藤 照之  大正大学, 地域構想研究所, 特命教授 (80134633)

研究分担者 寺田 幸博  高知工業高等専門学校, その他部局等, 客員教授 (30442479)
田所 敬一  名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (70324390)
二村 彰  弓削商船高等専門学校, 商船学科, 教授 (90332080)
研究期間 (年度) 2016-05-31 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
184,470千円 (直接経費: 141,900千円、間接経費: 42,570千円)
2020年度: 23,140千円 (直接経費: 17,800千円、間接経費: 5,340千円)
2019年度: 28,080千円 (直接経費: 21,600千円、間接経費: 6,480千円)
2018年度: 26,260千円 (直接経費: 20,200千円、間接経費: 6,060千円)
2017年度: 46,670千円 (直接経費: 35,900千円、間接経費: 10,770千円)
2016年度: 60,320千円 (直接経費: 46,400千円、間接経費: 13,920千円)
キーワードGNSSブイ / 津波防災 / 海底地殻変動連続観測 / 衛星通信技術 / 津波 / 海底地殻変動 / 防災
研究成果の概要

GNSSブイを用いた遠洋での海面変動の高精度観測のために精密単独測位方式を用いたデータ解析手法と商用衛星通信を導入し、観測に成功した。また、海底地殻変動連続観測のための新たなソフトウェアを開発するとともに、数か月に及ぶ連続的な観測を実施し、得られたデータから数cm精度による海底の位置座標推定を実現した。衛星通信に関する成果としては、ブイの揺動による信号揺らぎの影響評価を行い、揺動による受信信号の強度変化をモデル化することに成功し、また、多数のブイからの通信衛星へのデータ送信に関して効率的に信号を処理する新しい方式を提案した。さらに、気象学・電離層研究への応用可能性に関する新たな知見を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

GNSSブイを実質上距離制限の不要な遠洋で運用し、海面高を即時的かつ数cm精度で監視できることを実証した。これにより津波の早期発見と住民の避難に一層役立てられることが示された。また、海底地殻変動を高頻度かつ数cm精度で推定することができ、海底での短期的な変動をも捉えることができることを示した。これらに加え,衛星通信に関しても新たな手法が提案され、海洋での広範な利用が期待できる。海洋GNSSブイは、これらの他にも気象学や電離層研究にも用いることができるため、多目的の総合的な防災システムとして防災への貢献が期待できるばかりでなく、基礎的な地球科学の研究にも革新的なデータを提供できることを示した。

評価記号
検証結果 (区分)

A

評価記号
評価結果 (区分)

A-: 当初目標に向けて概ね順調に研究が進展しており、一定の成果が見込まれるが、一部に遅れ等が認められるため、今後努力が必要である

報告書

(11件)
  • 2022 研究進捗評価(検証) ( PDF )
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書   研究概要(研究進捗評価) ( PDF )   研究進捗評価(評価結果) ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 研究概要(採択時) ( PDF )   審査結果の所見 ( PDF )   実績報告書
  • 研究成果

    (50件)

すべて 2022 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 17件、 招待講演 7件) 備考 (7件)

  • [雑誌論文] Developments of GNSS buoy for a synthetic geohazard monitoring system2022

    • 著者名/発表者名
      Kato, T., Y. Terada, K. Tadokoro, and A. Futamura
    • 雑誌名

      Proceedings of the Japan Academy. Ser. B: Physical and Biological Sciences

      巻: 98 号: 2 ページ: 49-71

    • DOI

      10.2183/pjab.98.004

    • NAID

      130008158973

    • ISSN
      0386-2208, 1349-2896
    • 年月日
      2022-02-10
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] GNSSを用いた地球科学・災害監視のための総合海洋アレイ2022

    • 著者名/発表者名
      加藤照之・寺田幸博・田所敬一・二村彰
    • 雑誌名

      月刊 地球

      巻: 44 ページ: 44-51

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] A Marine-Buoy-Mounted System for Continuous and Real-Time Measurment of Seafloor Crustal Deformation2020

    • 著者名/発表者名
      Tadokoro, K., N. Kinugasa, T. Kato, Y. Terada, and K. Matsuhiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Earth Science

      巻: 8:123 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3389/feart.2020.00123

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Estimation of temporal and spatial variation of sound speed in ocean from GNSS-A measurements for observation using moored buoy2020

    • 著者名/発表者名
      Kinugasa, N., K. Tadokoro, T. Kato and Y. Terada
    • 雑誌名

      Progress in Earth and Planetary Science

      巻: - 号: 1 ページ: 7-21

    • DOI

      10.1186/s40645-020-00331-5

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Marine-Buoy-Mounted System for Continuous and Real-Time Measurment of Seafloor Crustal Deformation2020

    • 著者名/発表者名
      Tadokoro, K., N. Kinugasa, T. Kato, Y. Terada, K. Matsuhiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Earth Science

      巻: 14

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of GNSS Buoy for a Synthetic Geohazard Monitoring System2018

    • 著者名/発表者名
      Kato Teruyuki、Terada Yukihiro、Tadokoro Keiichi、Kinugasa Natsuki、Futamura Akira、Toyoshima Morio、Yamamoto Shin-ichi、Ishii Mamoru、Tsugawa Takuya、Nishioka Michi、Takizawa Kenichi、Shoji Yoshinori、Seko Hiromu
    • 雑誌名

      Journal of Disaster Research

      巻: 13 号: 3 ページ: 460-471

    • DOI

      10.20965/jdr.2018.p0460

    • NAID

      130007406097

    • ISSN
      1881-2473, 1883-8030
    • 年月日
      2018-06-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] GNSSを用いた総合防災ブイの開発2018

    • 著者名/発表者名
      加藤照之・寺田幸博
    • 雑誌名

      地質工学

      巻: 15 ページ: 33-38

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] GNSS Buoy Array in the Ocean for a Synthetic Geohazards Monitoring System2017

    • 著者名/発表者名
      Kato, T., Y. Terada, K. Tadokoro, A. Futamura, M. Toyoshima, S. Yamamoto, M. Ishii, T. Tsugawa, M. Nishioka, K. Takizawa, Y. Shoji, T. Iwasaki, N. Koshikawa
    • 雑誌名

      Proc. Twenty-seventh International Ocean and Polar Engineering Conference San Francisco

      巻: - ページ: 777-782

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GPS津波計・波浪計・潮位計2017

    • 著者名/発表者名
      寺田幸博・加藤照之
    • 雑誌名

      非破壊検査

      巻: 66 ページ: 178-182

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 東京圏の地震にどう備えるか2016

    • 著者名/発表者名
      加藤照之・田村和夫
    • 雑誌名

      学術の動向

      巻: 21 ページ: 28-31

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 2016年熊本地震発生の地学的背景と地殻変動2016

    • 著者名/発表者名
      加藤照之
    • 雑誌名

      科学

      巻: 86 ページ: 899-902

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Source process with heterogeneous rupture velocity for the 2011Tohoku-Oki earthquake based on 1-Hz GPS data2016

    • 著者名/発表者名
      Wang, Z., T. Kato, X. Zhou, and J. Fukuda
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 68:193 号: 1 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1186/s40623-016-0572-4

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Analysis of GNSS buoy data2022

    • 著者名/発表者名
      Kato, T.
    • 学会等名
      MGA Rapid Prototype Development Challenge 2022 Online Seminar
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Buoy-mounted system for continuous and real-time seafloor crustal deformation measurements2020

    • 著者名/発表者名
      田所 敬一・衣笠 菜月・加藤 照之・寺田 幸博・松廣 健二郎
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 係留ブイを用いたGNSS-Aによる海底地殻変動観測のための解析手法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      衣笠 菜月・田所 敬一・加藤 照之・寺田 幸博
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 係留ブイによる GNSS-A 海底地殻変動観測のための解析手法の研究2020

    • 著者名/発表者名
      衣笠菜月・田所敬一・加藤照之・寺田幸博
    • 学会等名
      日本測地学会第134回講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Recent developments of GNSS buoy for a synthetic disaster mitigation system in the ocean2020

    • 著者名/発表者名
      Kato, T.
    • 学会等名
      MGA 2020 Online Seminar
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 船舶やブイで観測したGNSSデータを用いた同化実験2019

    • 著者名/発表者名
      瀬古弘,小泉耕,小司禎教,加藤照之
    • 学会等名
      日本気象学会2019年度春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Analysis for GNSS/acoustic ocean bottom crustal deformation considering the heterogeneity of sound speed structure in ocean2019

    • 著者名/発表者名
      Kinugasa, N., K. Tadokoro, Y. Terada, T. Kato
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Continuous acoustic ranging from a GNSS buoy for the new method of seafloor crustal deformation measurements2019

    • 著者名/発表者名
      Tadokoro, K., N. Kinugasa, T. Kato, Y. Terada, A. Futamura and K. Matsuhiro
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ocean Platform GNSS Meteorology for Heavy Rainfall Prediction2019

    • 著者名/発表者名
      Shoji Y., Tsuda T., Kato T. ,Terada Y., Yabuki M.
    • 学会等名
      European Space Agency (ESA), 2019 Living Planet Symposium, Milan, Italy
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of Water Vapor Monitoring in the Open Ocean using Kinematic Precise Point Positioning2019

    • 著者名/発表者名
      Shoji, Y., T. Kato, Y. Terada, T. Tsuda, M. Yabuki
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Recent developments of GNSS buoy for a synthetic disaster mitigation2019

    • 著者名/発表者名
      Kato, T.
    • 学会等名
      Multi GNSS Asia 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent developments of GNSS buoy for a synthetic disaster mitigation system in the ocean2019

    • 著者名/発表者名
      Kato, T.
    • 学会等名
      Economic and Social Comission for Asia and the Pacific 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] GNSSブイを用いた総合防災システムについて~現状と課題~2019

    • 著者名/発表者名
      加藤照之・寺田幸博
    • 学会等名
      測位航法学会 GPS/GNSSシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Observation for seafloor crustal deformation using moored buoy by GNSS-A technique considering the heterogeneity of sound speed in ocean2019

    • 著者名/発表者名
      Kinugasa, N., K. Tadokoro, Y. Terada, T. Kato
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2019, San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ocean Platform GNSS Meteorology for Heavy Rainfall Prediction2019

    • 著者名/発表者名
      Shoji Y., Tsuda T., Kato T. ,Terada Y., Yabuki M.
    • 学会等名
      European Space Agency (ESA), 2019 Living Planet Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Maritime Water Vapor Estimation using Ocean Platform GNSS Measurement2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Shoji, Teruyuki Kato, Yukihiro Terada, Toshitaka Tsuda, Masanori Yabuki
    • 学会等名
      Conference on Mesoscale Convective Systems and High-Impact Weather in East Asia (ICMCS) XIII
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 船舶やブイで観測した GNSS データを用いた同化実験(その1)2019

    • 著者名/発表者名
      瀬古弘,小泉耕,小司禎教,加藤照之
    • 学会等名
      気象学会2019年春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of analysis method for ocean bottom crustal deformation by continuous observation using marine GNSS buoy2018

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Kinugasa, Keiichi Tadokoro, Akira Futamura, Yukihiro Terada, and Teruyuki Kato
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experiment of acoustic ranging from GNSS buoy for continuous seafloor crustal deformation measurement2018

    • 著者名/発表者名
      Keiichi Tadokoro, Natsuki Kinugasa, Teruyuki Kato and Yukihiro Terada
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ブイによる海底地殻変動連続観測のための解析手法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      衣笠菜月, 田所敬一,加藤照之, 寺田幸博
    • 学会等名
      測地学会第130回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 係留ブイを用いた海底地殻変動連続観測のための音響測距試験2018

    • 著者名/発表者名
      田所敬一, 衣笠菜月, 加藤照之, 寺田幸博, 松廣健二郎
    • 学会等名
      測地学会第130回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 海洋GNSSブイを用いた海底地殻変動連続観測のための音響信号処理装置の開発2018

    • 著者名/発表者名
      衣笠菜月, 田所敬一, 稲垣駿, 寺田幸博, 二村彰, 加藤照之
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] GNSSブイを用いた総合防災ブイアレイ構想の現状と将来への展望2018

    • 著者名/発表者名
      加藤照之
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] GNSS buoy array in the ocean for a synthetic geohazards monitoring system2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kato, Y. Terada, K. Tadokoro, A. Futamura, M. Toyoshima, S. Yamamoto, M. Ishii, T. Tsugawa, M. Nishioka, K. Takizawa, Y. Shoji, T. Iwasaki and N. Koshikawa
    • 学会等名
      JpGU-AGU Joint Meeting 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GNSS Buoy Array in the Ocean for a Synthetic Geohazards Monitoring System2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kato, Y. Terada, K. Tadokoro, A. Futamura, M. Toyoshima, S. Yamamoto, M. Ishii, T. Tsugawa, M. Nishioka, K. Takizawa, Y. Shoji, T. Iwasaki and N. Koshikawa
    • 学会等名
      International Ocean and Polar Engineering Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GNSS Buoy Array in the Ocean for a Synthetic Geohazards Monitoring System2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kato, Y. Terada, K. Tadokoro, A. Futamura, M. Toyoshima, S. Yamamoto, M. Ishii, T. Tsugawa, M. Nishioka, K. Takizawa, Y. Shoji, T. Iwasaki and N. Koshikawa
    • 学会等名
      IAG-IASPEI 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新たな海洋総合防災GNSSブイアレイの開発2017

    • 著者名/発表者名
      加藤照之・寺田幸博・田所敬一・衣笠菜月・二村彰・多田光男・小司禎教・瀬古弘・石井守・津川卓也・西岡未知・豊嶋守生・山本伸一・滝沢賢一・越川尚清
    • 学会等名
      日本測地学会第128回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Developments of GNSS Buoy for a Synthetic Geohazards Monitoring System2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kato, Y. Terada, K. Tadokoro, A. Futamura, M. Toyoshima, S. Yamamoto, M. Ishii, T. Tsugawa, M. Nishioka, K. Takizawa, Y. Shoji, T. Iwasaki and N. Koshikawa
    • 学会等名
      Twelfth Meeting of the International Committee on Global Navigation Satellite System
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 海洋GNSSブイを用いた総合防災システムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      加藤照之
    • 学会等名
      リアルタイム測地データによる地震・津波規模即時予測に関する研究集会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県・仙台)
    • 年月日
      2016-11-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Update of the project of development of GNSS buoy for a synthetic disaster mitigation system2016

    • 著者名/発表者名
      Teruyuki Kato
    • 学会等名
      8th Multi-GNSS Asia (MGA) Conference
    • 発表場所
      Manila (Philippines)
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GNSS buoy array in the Pacific for natural disaster mitigation2016

    • 著者名/発表者名
      Teruyuki Kato
    • 学会等名
      The First Pacific Regional Workshop on Multi-Hazard Risk Assessment and
    • 発表場所
      Nandi (Fiji)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考]

    • URL

      http://www.tsunamigps.com/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.eri.u-tokyo.ac.jp/wp-content/wp-content/uploads/2016/08/b012f9b5c894b504ca4bbe261c3763a3.pdf

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://cms.kochi-ct.ac.jp/news/archives/68

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.yuge.ac.jp/archives/5687

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.mri-jma.go.jp/Topics/H28/280824/Press_20160824ERI.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 海洋GNSSブイを用いた津波観測の高機能化と海底地殻変動連続計測への挑戦

    • URL

      http://www.tsunamigps.com/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 平成28年度基盤研究(S)海洋GNSSブイを用いた津波観測の高機能化と海底地殻変動連続計測への挑戦」

    • URL

      http://www.tsunamigps.com/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-06-01   更新日: 2023-10-16  

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