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GNSS観測と気象モデリングの融合による先進的InSAR大気補正手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K14006
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分17040:固体地球科学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

木下 陽平  筑波大学, システム情報系, 助教 (90750703)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードInSAR / 大気伝搬遅延 / GNSS / 数値気象モデル / 高精度化 / 大気遅延 / 全球大気モデル / 大気伝搬遅延効果 / 大気遅延誤差
研究開始時の研究の概要

【背景】合成開口レーダー干渉法 (InSAR) による面的地表変動観測は, 地球大気の影響によって観測精度が制限されている. InSAR大気ノイズの補正手法確立が要請されている.
【目的】本研究は先進的なInSAR大気ノイズ補正手法を開発することでInSAR高精度化を実現し, また誰もが利用可能にするためのWebシステムを構築する.
【展開】具体的な研究項目は, GNSSに基づくInSAR大気ノイズ補正新手法の開発, 開発した補正手法と数値気象モデルとの融合, およびWeb計算システムの構築, の3つである. 本研究により高精度なInSAR地表変動観測を実現・普及できることが期待できる.

研究成果の概要

地表面変位を面的に観測できる合成開口レーダー干渉法(InSAR)において地球大気によって生じる電波伝搬遅延効果は補正が困難なノイズ源として長年にわたりInSAR高精度化の障害となっていた。本研究ではGNSSによる大気観測情報を用いてInSAR大気ノイズに対する補正手法を開発し、従来手法を上回る補正効果が示された。またGNSS観測点が少ないあるいは存在しない地域においても補正を適用可能にするため、開発した補正手法に全球大気モデルERA5を併用するハイブリッド補正手法のプロトタイプを開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発したInSAR大気ノイズ補正手法は従来の補正手法を上回る補正効果を示しており、これによりこれまで観測精度の制約により検出されなかった微小地表面変位シグナルの検出を実現できる可能性がある。具体例として、スロー地震現象の一つであるスロースリップイベント(SSE)、年間ミリメートル程度の変位量を持つ非地震性の活断層運動、変位分布が地形と相関することの多い山体での火山活動などにおいて、未発見の地表面変位シグナル検出に貢献できる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Development of InSAR Neutral Atmospheric Delay Correction Model by Use of GNSS ZTD and Its Horizontal Gradient2022

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita Yohei
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing

      巻: 60 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1109/tgrs.2022.3188988

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] GNSSと全球大気モデルを融合したInSAR大気遅延補正モデルの開発についての進捗2023

    • 著者名/発表者名
      木下 陽平
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] GNSSと全球大気モデルを融合したInSAR大気遅延補正モデルの開発についての進捗2023

    • 著者名/発表者名
      木下 陽平
    • 学会等名
      GNSSと全球大気モデルを融合したInSAR大気補正モデルの開発進捗
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] GNSSを用いたInSAR大気遅延補正モデルの開発2023

    • 著者名/発表者名
      木下 陽平, 下妻 康平
    • 学会等名
      日本リモートセンシング学会第75回(令和5年度秋季)学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Assessing the performance of a hybrid InSAR atmospheric delay model combined with GNSS and ERA5 global atmospheric model2023

    • 著者名/発表者名
      Yohei Kinoshita
    • 学会等名
      AGU 2023 Annual meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GNSSと全球大気モデルを融合したInSAR大気遅延補正モデルの開発についての進捗2023

    • 著者名/発表者名
      木下陽平
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 全球大気再解析ERA5とGNSSを用いたハイブリッドInSAR大気遅延補正モデル開発の試み2022

    • 著者名/発表者名
      木下陽平
    • 学会等名
      日本測地学会第138回講演会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Incorporating global atmospheric model products into the InSAR atmospheric delay model based on GNSS observations2022

    • 著者名/発表者名
      Yohei Kinoshita
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Developing InSAR atmospheric delay correction model based on GEONET ZTD and its gradient2021

    • 著者名/発表者名
      Yohei Kinoshita
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GNSSを用いたInSAR大気遅延補正モデル開発の進捗2021

    • 著者名/発表者名
      木下陽平
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Developing InSAR Atmospheric Delay Correction Model Based on GEONET ZTD and Its Gradient2021

    • 著者名/発表者名
      Yohei Kinoshita
    • 学会等名
      Fringe 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Atmospheric noise mitigation in SAR interferometry: current state of progress2021

    • 著者名/発表者名
      Yohei Kinoshita
    • 学会等名
      SEGJ 14th symposium
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Developing InSAR atmospheric delay model by combining GNSS ZTD with ZTD gradient and numerical weather model2021

    • 著者名/発表者名
      Yohei Kinoshita
    • 学会等名
      The Joint PI Meeting of JAXA Earth Observation Missions FY2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GNSS と数値気象モデルの水平風データを融合した InSAR 大気遅延モデルの開発2021

    • 著者名/発表者名
      木下陽平
    • 学会等名
      日本測地学会第136回講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Progress of developing InSAR atmospheric delay correction model based on GNSS ZTD and Its gradient2021

    • 著者名/発表者名
      Yohei Kinoshita
    • 学会等名
      AGU fall meeting 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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