研究課題
基盤研究(B)
本研究では,新たな方法でミリメートル測距精度を達成する SLR(衛星レーザ測距)装置を設計・開発・実証する.すなわち① 小型レーザ装置を活用し独自の計測手法を組み込んだ身軽で低価格な測距システム基幹部の構築,② 将来の南極等への配置や観測局稠密化を見越して地球の形・重力・回転や人工衛星軌道決定のシミュレーション解析,③ 次世代世界標準システムとしての国内外への発信,を一貫して行い観測局数の飛躍的増加を促す.この新装置を広く展開できれば,SLR 本来の性能を限界まで発揮させ,測地観測網の稠密化・高精度化に大きな貢献を果たすことができる.
本研究では,宇宙測地技術のなかで唯一の光技術である衛星レーザ測距(Satellite Laser Ranging; SLR)観測を,小型で低価格の機器で実現できることを試作機の開発および性能実証をもって示すことをめざした.これまで既存の SLR 局では使われることがなかった民生品を活用して価格を下げ,乗用車で運べる程度に小型化した.システム設計から各コンポーネントの評価・組み込みまで注意深く進め,最終的に,2023年12月,低軌道衛星4パスへの測距に成功した.ノーマルポイントベースでは 1 cm よりも高い精度が得られており,今後の開発を進めることで全球展開可能な SLR システムになろう.
レーザパルスを人工衛星に当て地球の大きさや形を測る技術(SLR)は,地球環境監視の基幹技術であるにも関わらず,局の数は世界で30程度しかない.数を増やして全球展開するためには,既存のもの(多くは数億円から十億円;大きな施設が必要)から,大幅に小型・低価格化する必要がある.本研究ではその可能性を追求するため,民生品を積極的に活用してプロトタイプシステムを作り上げた.乗用車でも運べる程度に小型化し,さらに価格も1千万円以下にした.2023年12月には,本システムで低軌道衛星へのレーザ測距に成功し,国内のみならず海外へもインパクトの大きな成果が得られた.
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