リニアFM信号とスペクトル分析を応用した新しい動物プランクトン観測技術の開発

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25630400
• 研究機関: 東京海洋大学
• 研究代表者: 甘糟 和男 東京海洋大学, 学内共同利用施設等, 助教 (80452043)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 高周波広帯域エコーサウンダー / 動物プランクトン / 信号対雑音比

研究実績の概要

本研究の長期的なゴールは，自律型無人潜水機（AUV），水中グライダー，海底ケーブル観測網などの新しい海洋観測プラットフォームによる新しい動物プランクトン観測技術を開発することである。
これらのプラットフォームでは従来使われてきたプランクトンネットは使用できない。そこでエコーサウンダーを主測器とする。送信する音波は動物プランクトンの観測に適した高周波数とし，さらに周波数帯域の広いブロードバンド音波を用いるのが特長である。ブロードバンドのエコー波形をフーリエ変換し，連続的で詳細なエコースペクトルを取得する。その形状とエコーレベルから動物プランクトンのサイズと分布密度を推定する手法を開発する。
平成26年度は，エコーサウンダーのプロトタイプを構築した。送受波器は，前年度に使用できるか検討したものである。実海域での利用を考え，システムにはデータ収録装置とエコー画像の表示機能を持たせた。観測方法としては，送受波器のみを金属製のフレームに装着して海中に沈めることを考え，送受波器のケーブルを50 mまで延長した。ケーブルの延長に伴い，送受波器感度の周波数特性の変化はあるが，許容できる程度であった。前年度までに構築した金属球によるシステムの較正方法を海上で行うために，送受波器の取り付けジグなどを製作した。平成26年3月には北海道噴火湾にて海上実験を行い，製作したジグの有効性や船上での取り回しなどがスムーズに行えることを確認できた。一方，得られたエコー波形は信号対雑音比が悪く，改良の余地が残った。この原因は送受波器ケーブルの延長に伴うものと推察された。この対策として，次年度は受信用送受波器の直後にプリアンプを接続し，信号対雑音比を向上させる予定である。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画の一部は，昨年度に前倒しで実施している。海上実験では良質なエコーデータを収録することが出来なかったが，問題を把握し，今後の対策を立てることができた。さらに，次年度で観測を予定している調査船で実験が行えたので，観測のトライアルとしては十分であった。

今後の研究の推進方策

平成28年3月に予定している現場観測を成功させるため，構築したエコーサウンダーの信号対雑音比の向上を最大の課題とする。また，エコースペクトルからサイズと密度を推定するためのアルゴリズムをシミュレーションで事前に検討し，よりロバストな方法とする。

次年度使用額が生じた理由

現場観測を年度末の3月に実施するため，これにかかる旅費，運搬費，消耗品費などが不足しないよう余裕を持たせておいた。現場観測終了後は年度末であり，残額を使用することは無かった。これにより次年度使用額が生じた。

次年度使用額の使用計画

次年度は物品としてプリアンプを購入する予定であり，この購入費用の一部にあてる。