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2011 年度 実績報告書

衛星ビーコン観測とGPS-TECによる電離圏3次元トモグラフィの研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 22656092
研究機関京都大学

研究代表者

山本 衛  京都大学, 生存圏研究所, 教授 (20210560)

研究分担者 齋藤 享  (独)電子航法研究所, 通信・航法・監視領域, 主任研究員 (40392716)
キーワード衛星ビーコン観測 / 電離圏 / GPS / 計算機トモグラフィ / 電子航法
研究概要

わが国では全国1000点以上の観測網が国土地理院によって整備されており、30秒毎の電離圏全電子密度(Total Electron Content ; TEC)値が得られる(GPS-TEC観測)。一方、研究代表者らは、高度700km付近を飛翔する低高度衛星から地上までのTEC値を計測するディジタル受信機を開発している(衛星ビーコン観測)。本研究では、(1)この2種類の電離圏TEC観測を組合せ、新世代の電離圏複合トモグラフィを研究開発する。(2)JAXA宇宙科学研究所による観測ロケット実験で実施されるロケット搭載ビーコン観測に参加する。(3)さらにGNSS(GPSをはじめとする電子測位)に基づく航空航法についての研究を行った。
平成23年度には、(1)に関連しては、衛星ビーコン観測のみに基づくトモグラフィ解析とFORMOSAT-3/COSMIC衛星によるGPS掩蔽観測からの電子密度分布の比較研究が実施され両者がおおむね一致し衛星ビーコン観測トモグラフィが極地的な分布を表していることが明らかとなった。また衛星ビーコン観測点が孤立している状況においても、東西方向の電子密度の分布が経度に対して直線的に変化するという過程を用いることによって絶対TEC値を求め得ることが分かった。この手法はさらにGPS-TECと比較することでTEC値の南北分布についても適用可能ではないかとのアイデアを生み検討が始められた。(2)については延期されていた観測ロケットS-520-26号機の打上げが2012年1月12日に実施されロケットビーコン観測のデータを地上6カ所に展開した受信点から得ることに成功した。最後に(3)に関連しては、電離圏電子密度の水平分布によって生じる電離圏遅延の空間変動がGNSS利用の航空航法に与える影響について引き続き調査を行った。ION GNSS 2011における調査において、米国では様々な宇宙天気情報を航空機の運航に役立てる試みが進んでいることが分かった。また電子航法研究所(調布市)に衛星ビーコン観測点を設置し観測を開始した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

JAXA宇宙研究所が行う観測ロケット実験は、当初平成22年度夏季に行われることとされていたが、平成23年度に延期となり、実際の打上げは2012年1月になってしまった。そのため当初の計画に対してやや遅れが出ている。

今後の研究の推進方策

平成24年度に遅れを取り戻すべく研究を進める。別の研究経費によってインドからポスドク1名が1年間の予定で京都大学生存圏研究所を訪問することとなったが、米国の大学でGPS-TEC観測網の開発に関わった経験を持つ研究者であるため、本研究の推進に役立つと期待している。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] First satellite-imaging observationa of medium-scale traveling ionospheric 2 disturbances by FORMOSAT-2/ISUAL2011

    • 著者名/発表者名
      Adachi, T., Y.Otsuka, M.Yamaoka, M.Yamamoto, K.Shiokawa, 他
    • 雑誌名

      Geophys.Res.Lett.

      巻: 38 ページ: L04101

    • DOI

      doi:10.1029/2010GL046268

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Weakening of the mid-latitude summer night anomaly during geomagnetic storms, Earth Planets and Space2011

    • 著者名/発表者名
      Liu H., M.Yamamoto
    • 雑誌名

      Earth Planets and Space

      巻: 63 ページ: 371-375

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of FORMOSAT3/COSMIC radio occultation measurements with radio tomography2011

    • 著者名/発表者名
      Thampi, S.V., M.Yamamoto, C.Lin, H.Liu
    • 雑誌名

      Radio Science

      巻: 46 ページ: RS3001

    • DOI

      doi:10.1029/2010RS004431

    • 査読あり
  • [学会発表] 観測ロケットS-520-26号機から地上までのビーコン実験結果速報2012

    • 著者名/発表者名
      山本衛, P.Bernhardt, M.Wilkens, 横山竜宏
    • 学会等名
      第26回大気圏シンポジウム
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所,相模原
    • 年月日
      20120301-20120302
  • [学会発表] 電離圏観測手法の衛星航法利用援助への応用2012

    • 著者名/発表者名
      齊藤享
    • 学会等名
      第26回大気圏シンポジウム
    • 発表場所
      JAXA宇宙科学研究所,相模原
    • 年月日
      20120301-20120302
  • [学会発表] Precise measurements of ionospheric delay gradient at short baselines associated with low latitude ionospheric disturbances2012

    • 著者名/発表者名
      S.Saito, S.Fujita, T.Yoshihara
    • 学会等名
      ION ITM 2012
    • 発表場所
      Newport Beach, USA
    • 年月日
      20120130-20120201
  • [学会発表] ロケットと地上からの複合観測による中緯度電離圏の観測2011

    • 著者名/発表者名
      山本衛, 阿部琢美, 渡部重十, 齊藤昭則, 大塚雄一, 横山竜宏, 山本真行, Bernhardt Paul A., Larsen Miguel, Pfaff Robert F.
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第130回講演会
    • 発表場所
      神戸大学,神戸
    • 年月日
      20111103-20111106
  • [学会発表] Simulation study of low latitude ionospheric effects on SBAS with a three-dimensional ionospheric delay model2011

    • 著者名/発表者名
      S.Saito, P.Louve, T.Sakai
    • 学会等名
      ION GNSS 2011
    • 発表場所
      Portland, USA
    • 年月日
      20110920-20110923
  • [学会発表] Plasma bubble monitoring by HF trans-equatorial arrival angle and propagation distance measurements2011

    • 著者名/発表者名
      S.Saito, M.Yamamoto, T.Maruyama
    • 学会等名
      URSI GASS 2011
    • 発表場所
      Istanbul, Turkey
    • 年月日
      20110815-20110820
  • [学会発表] ロケット・地上複合観測による中緯度電離圏波動の生成機構の研究2011

    • 著者名/発表者名
      山本衛, 齊藤昭則, 大塚雄一, 横山竜宏, 山本真行, 阿部琢美, 羽生宏人, 渡部重十, R.F.Pfaff, M.F.Larsen
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場,幕張
    • 年月日
      20110522-20110527
  • [学会発表] 日食に伴うQPエコーのイメージング観測による日中Es層の空間構造の研究2011

    • 著者名/発表者名
      斎藤享, 山本衛, Liu Huixin, Thampi Smitha V., 丸山隆
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2011年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ国際会議場,幕張
    • 年月日
      20110522-20110527
  • [学会発表] Ionospheric effects on GBAS and mitigation techniques2011

    • 著者名/発表者名
      S.Saito
    • 学会等名
      Workshop on ionospheric data collection, analysis, and sharing, ICAO Asia Pacific Regional Office
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand(招待講演)
    • 年月日
      20110505-20110506
  • [学会発表] 衛星航法のための電離圏監視2011

    • 著者名/発表者名
      齊藤享
    • 学会等名
      インドネシア宇宙天気研究会
    • 発表場所
      (独)情報通信研究機構,小金井
    • 年月日
      2011-11-08
  • [学会発表] Equatorial Atmosphere Radar (EAR) ~Research Activity since 2001~2011

    • 著者名/発表者名
      M.Yamamoto
    • 学会等名
      Ceremony for 10th Anniversary of the Equatorial Atmosphere Radar
    • 発表場所
      Jakarta, Indonesia(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-22

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公開日: 2013-06-26  

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