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2014 年度 実績報告書

高い電磁感受耐性を備えた科学衛星搭載適応型ソフトウェア電磁波観測器の研究

研究課題

研究課題/領域番号 24654157
研究機関金沢大学

研究代表者

笠原 禎也  金沢大学, 総合メディア基盤センター, 教授 (50243051)

研究分担者 後藤 由貴  金沢大学, 電子情報学系, 准教授 (30361976)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード宇宙科学 / 計測工学 / 磁気圏・電離圏 / 情報通信工学 / 人工衛星 / 科学衛星 / 電波受信器 / 電磁感受耐性
研究実績の概要

本研究課題では、科学衛星搭載用プラズマ波動観測器において、衛星搭載機起源の人工雑音の影響をデジタル的に低減し、本来のサイエンスターゲットである自然プラズマ波動を精度よく観測するための耐雑音性の高い電磁界計測法を研究した。今年度得られた主な成果は以下のとおりである。
1 宇宙プラズマ中を伝搬する複数の電波を分離し、各波動の到来方向を推定するために、昨年度考案した波動分布関数法の求解アルゴリズムをさらに改良し、雑音混入時に困難とされていた到来波源の広がりや波源の数の推定精度、データに混入する雑音に起因する推定誤差(耐雑音性)を大幅に改善した。
2 計測したプラズマ波動データから、有意な波動現象と雑音を識別し、特徴的な波動現象を自動認識・抽出する信号処理法について検討した。その結果、雷起源ホイスラなどの一部の波動現象は、背景雑音レベルを適応的に推定しつつ機上処理可能な計算量で高速に識別・抽出できることを実証した。同成果は、26年余りの連続観測を実現したあけぼの衛星のアナログ波形データに適用され、雷起源ホイスラの長期統計解析に大きく貢献した。さらに波動のスペクトルの特徴から、機上で自動分類する手法についても提案した。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] あけぼの衛星アナログ広帯域受信器による観測データの自動較正法2015

    • 著者名/発表者名
      笠原 禎也, 後藤 由貴, 大池 悠太
    • 雑誌名

      宇宙科学情報解析論文誌

      巻: 4 ページ: 41-49

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] M/Q = 2 Ion Distribution in the Inner Magnetosphere Estimated from Ion Cyclotron Whistler Waves Observed by the Akebono Satellite2015

    • 著者名/発表者名
      S. Matsuda, Y. Kasahara, and Y. Goto
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: - ページ: (印刷中)

    • DOI

      10.1002/2014JA020972

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electromagnetic Ion Cyclotron Waves Suggesting Minor Ion Existence in the Inner Magnetosphere Observed by the Akebono Satellite2014

    • 著者名/発表者名
      S. Matsuda, Y. Kasahara, and Y. Goto
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research

      巻: 119(6) ページ: 4348-4357

    • DOI

      10.1002/2013JA019370

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] High-altitude M/Q = 2 Ion Cyclotron Whistlers in the Inner Magnetosphere Observed by the Akebono Satellite2014

    • 著者名/発表者名
      S. Matsuda, Y. Kasahara, and Y. Goto
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 41(11) ページ: 3759-3765

    • DOI

      10.1002/2014GL060459

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spatial Distribution and Temporal Variations of Occurrence Frequency of Lightning whistlers Observed by VLF/WBA onboard Akebono2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Oike, Y. Kasahara, and Y. Goto
    • 雑誌名

      Radio Science

      巻: 49(9) ページ: 753-764

    • DOI

      10.1002/2014RS005523

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 圧縮センシングに基づくスペクトル推定手法の提案2015

    • 著者名/発表者名
      太田 守, 笠原 禎也, 後藤 由貴
    • 学会等名
      統計数理研究所共同研究集会「電離圏・磁気圏モデリングとデータ同化」
    • 発表場所
      統計数理研究所(東京)
    • 年月日
      2015-01-09
  • [学会発表] ベイズ推定に基づくVLF波動の伝搬ベクトル推定に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      太田 守, 笠原 禎也, 後藤 由貴
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第136回総会及び講演会
    • 発表場所
      キッセイ文化ホール(長野)
    • 年月日
      2014-11-02
  • [学会発表] あけぼのVLF/WBAで観測された雷ホイスラの統計解析とその応用手法の検討2014

    • 著者名/発表者名
      大池 悠太, 笠原 禎也, 後藤 由貴
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第136回総会及び講演会
    • 発表場所
      キッセイ文化ホール(長野)
    • 年月日
      2014-11-02
  • [学会発表] あけぼの衛星で得られたVLF/WBA波動データへのクラスタリングの適用2014

    • 著者名/発表者名
      嶋 啓佑, 神林 卓也, 後藤 由貴, 笠原 禎也
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第136回総会及び講演会
    • 発表場所
      キッセイ文化ホール(長野)
    • 年月日
      2014-11-02
  • [学会発表] 周波数遷移を伴う波動スペクトルの統計処理のための自動抽出法2014

    • 著者名/発表者名
      神林 卓也, 嶋 啓佑, 後藤 由貴, 笠原 禎也
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第136回総会及び講演会
    • 発表場所
      キッセイ文化ホール(長野)
    • 年月日
      2014-10-31
  • [学会発表] Onboard Identification of Plasma Waves based on Large-data Clustering and its Feature Aggregation2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Goto, K. Shima, T. Kanbayashi, and Y. Kasahara
    • 学会等名
      European Planetary Science Congress 2014
    • 発表場所
      Cascais(Portugal)
    • 年月日
      2014-09-09
  • [学会発表] Spatial and time distribution of lightning whistlers in the plasmasphere observed by VLF/WBA onboard AKEBONO2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Oike, Y. Kasahara, and Y. Goto
    • 学会等名
      31th International Union of Radio Science (URSI)
    • 発表場所
      Beijing(China)
    • 年月日
      2014-08-22
  • [学会発表] Distribution Function Method with Markov Random Field Model for VLF Electromagnetic Waves2014

    • 著者名/発表者名
      M. Ota, Y. Kasahara, and Y. Goto
    • 学会等名
      2014 Asian Workshop on Antennas and Propagation
    • 発表場所
      金沢歌劇座(石川)
    • 年月日
      2014-05-16
  • [学会発表] Influence of external electric field on impedance measurement of electric field sensors onboard Akebono satellite2014

    • 著者名/発表者名
      R. Higashi, T. Imachi, S. Yagitani, Y. Kasahara, and I. Nagano
    • 学会等名
      2014 Asian Workshop on Antennas and Propagation
    • 発表場所
      金沢歌劇座(石川)
    • 年月日
      2014-05-15
  • [学会発表] 雷ホイスラ解析を主眼としたあけぼの搭載VLF/WBAデータ解析の現状と今後の利活用について2014

    • 著者名/発表者名
      大池 悠太, 笠原 禎也, 後藤 由貴
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2014年大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川)
    • 年月日
      2014-04-29

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公開日: 2016-06-01  

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