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2016 年度 実績報告書

高い高度分解能を持つロケットGPSトモグラフィ技術

研究課題

研究課題/領域番号 25820189
研究機関奈良工業高等専門学校

研究代表者

芦原 佑樹  奈良工業高等専門学校, 電気工学科, 准教授 (50511557)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード超高層大気 / 電離層 / 電子密度 / GPS / TEC / トモグラフィ / 観測ロケット
研究実績の概要

本研究は,高い分解能を持つ電離圏電子密度の空間分布観測手法を開発することを目的としている.本年度は,ロケットGPSトモグラフィ法に適したトモグラフィ解析アルゴリズムの検討を行った.
検討モデルとして,まず電離圏モデルを設定する.これに対して,過去の観測ロケット実験により得られた飛翔データとGPS衛星の軌道を適用することで,ロケット飛翔中に観測されるGPS-ロケット視線間の全電子数(GPS-TEC値)を計算する.このGPS-TEC値を用いて,以下のトモグラフィ解析アルゴリズムの検討を行った.
トモグラフィ解析アルゴリズムの検討では,初めに一般的なトモグラフィ解析で手法であるフィルタ補正逆投影法(Filtered Back Projection: FBP)を用いたところ,元の電離圏モデルと大きく異なる再構成画像が得られた.FBP法ではトモグラフィ解析を行う際に,欠損データに対する補間が行われない.ロケットGPS-TECトモグラフィのように投影角が制限される欠損観測データでは,良い結果を得られないことがわかった.
そのため,欠損データを補間できるトモグラフィ解析アルゴリズムの検討を行った.一部の医療用CTや走査型電子顕微鏡で用いられる解析アルゴリズムである,逐次近似代入法(Simultaneous Image Reconstruction Technique: SIRT),最小二乗共役勾配法(Conjugate Gradient Least Squares: CGLS)を用いたトモグラフィ解析を行った.より複雑形状となる電離層イレギュラリティを模したパッチ電離層モデルにおいても,FBPよりSIRT,SIRTよりもCGLSにおいて良好な再構成画像が得られた.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2016

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] ロケットGPS-TECトモグラフィ法の高度分解能評価2016

    • 著者名/発表者名
      池端 祐太朗, 芦原 佑樹, 石坂 圭吾
    • 学会等名
      地球電磁気・地球惑星圏学会第140回講演会
    • 発表場所
      九州大学伊予キャンパス
    • 年月日
      2016-11-21
  • [学会発表] 高い高度分解能を持つロケットGPS-TECトモグラフィ法の検証2016

    • 著者名/発表者名
      池端祐太朗,芦原佑樹
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2016年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ
    • 年月日
      2016-05-24

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公開日: 2018-01-16  

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