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2016 年度 実施状況報告書

低軌道衛星の精密軌道決定が拓く全球規模の測地学

研究課題

研究課題/領域番号 26400449
研究機関一橋大学

研究代表者

大坪 俊通  一橋大学, 大学院社会学研究科, 教授 (70358943)

研究分担者 松尾 功二  国土地理院(地理地殻活動研究センター), 宇宙測地研究室, 研究官 (80722800)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード宇宙測地学 / GGOS / 衛星レーザ測距 / 地球重力場 / 地球重心 / 国際情報交換
研究実績の概要

平成28年度は重点的に海外機関と連携し,低軌道衛星の軌道決定に関する研究を行った.海面や雪氷の量を計測するアルチメータ衛星にとっては,高い精度の軌道情報が要求される.そこで,これまで扱ってきた球体の測地衛星のほか,JASON-2 などのアルチメータ衛星も一部に含めて解析を行うことにした.
まず,レーザ測距による軌道決定精度を全球に渡って評価した.その結果,現状では南半球に観測局が少ないため精度が劣り,将来南半球高緯度域に新局を設置することで,20-30 % ほど精度が向上することを見出した.
さらに,レーザ測距データから導出される地球の低次重力場解の精度向上に関する研究を行った.これまでの解析戦略に,(1) SLR局位置の推定,(2) 測距バイアスの推定,(3) 経験的加速度の導入,(4) 大気抵抗モデルの導入,(5) 時間変動項を含む初期重力場モデルの導入,などの改良を施し,地球重力の解を4次の係数まで算出した。重力衛星 GRACE による重力解と比較し精度検証を行ったところ,これまでの解と比べ GRACE 解との適合度(RMS 減少率)が平均で約50%向上した.
レーザ測距に加え,High-Low 型の GNSS データ解析処理が可能になるべくソフトウェア開発を進行中であり,平成28年度には観測値の読み出しと理論値の概算まで実装した.
平成28年度の大半は研究代表者・大坪が海外研修であったが,研究分担者・松尾とは密に連絡を取り研究の進捗について議論を交わしてきた.これまでの研究は,論文として出版し,国内外の講演会にて積極的に発表を行っている.

現在までの達成度 (区分)
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

レーザ測距の地上ネットワーク拡充に関する研究は,平成28年度に論文として出版された.本研究課題から派生して,レーザ測距データの誤差要因についての研究も進め,国際講演会にて発表を行った.
平成28年度は海外機関との連携・協力を集中的に進めた.イギリスやドイツのソフトウェアとの相互比較を行ったほか,フランスやスウェーデンにて開発されている荷重変形などの最新モデルを取り込んだ.
本研究では,レーザ測距データのほか,GNSS High-Low 型観測値を取り込むことを目指しており,そのためのソフトウェア拡張は順調に進んでいる.

今後の研究の推進方策

欧州の研究者が主導する地球重力場比較キャンペーンに招かれ参加することとなった.国内では比較検討する相手がいないため,このような国際協同は意義が大きい.
本研究課題が終了する平成29年度には,低軌道衛星の High-Low 型 GNSS データ解析が自力で可能になる見込みで,対象となる人工衛星の数が増えることのほか,現状より高い精度でグローバル測地パラメータが導出できることを期待している.さらに,一部の衛星ではレーザ測距データとの比較が可能になり,正確さを定量的に示すことを目指している.
平成29年度は最終年度に当たるため,これまでの成果を総括し論文を執筆するほか,研究成果を国内外で積極的に示したいと考えている.

次年度使用額が生じた理由

研究の進展に伴い,当初予想しえなかった新たな知見が得られたことから,その知見を使用し十分な研究成果を得るために,当初の研究計画を変更する必要が生じたことにより,その調整に予想外の日数を要したため年度内に完了することが困難になった.

次年度使用額の使用計画

2017年12月11日から15日にかけて,米国サンフランシスコにて開催される AGU Fall Meeting 2017 の参加費および旅費として,平成29年度交付額と合わせて使用する.

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 9件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] NERC Space Geodesy Facility(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      NERC Space Geodesy Facility
  • [国際共同研究] Chalmers University of Technology(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      Chalmers University of Technology
  • [国際共同研究] GFZ Potsdam(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      GFZ Potsdam
  • [雑誌論文] Thermo-optical simulation and experiment for the assessment of single, hollow, and large aperture retroreflector for lunar laser ranging2016

    • 著者名/発表者名
      H. Araki, S. Kashima, H. Noda, H. Kunimori, K. Chiba, H. Mashiko, H. Kato, T. Otsubo, Y. Matsumoto, S. Tsuruta, K. Asari, H. Hanada, S. Yasuda, S. Utsunomiya, H. Takino
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 68:101 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1186/s40623-016-0475-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effective expansion of satellite laser ranging network to improve global geodetic parameters2016

    • 著者名/発表者名
      T. Otsubo, K. Matsuo, Y. Aoyama, K. Yamamoto, T. Hobiger, T. Kubo-oka, M. Sekido
    • 雑誌名

      Earth, Planets and Space

      巻: 68:65 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1186/s40623-016-0447-8

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 光格子時計の測地学への活用における展望2016

    • 著者名/発表者名
      宮原伐折羅,松尾功二,宗包浩志,黒石裕樹
    • 雑誌名

      雑誌光学

      巻: 45:7 ページ: 264-267

    • 査読あり
  • [学会発表] 測地衛星の表面材質と太陽輻射圧係数2016

    • 著者名/発表者名
      服部 晃久, 大坪 俊通
    • 学会等名
      第126回日本測地学会講演会
    • 発表場所
      奥州市文化会館(岩手県奥州市)
    • 年月日
      2016-10-20
  • [学会発表] 日本の精密重力ジオイド・モデルの開発(その2)2016

    • 著者名/発表者名
      松尾功二, 宮崎隆幸, 宮原伐折羅, 黒石裕樹
    • 学会等名
      第126回日本測地学会講演会
    • 発表場所
      奥州市文化会館(岩手県奥州市)
    • 年月日
      2016-10-19
  • [学会発表] はやぶさ2 クロスオーバー解析のシミュレーション(1)2016

    • 著者名/発表者名
      山本 圭香,松本 晃治,大坪 俊通, 並木 則行
    • 学会等名
      第126回日本測地学会講演会
    • 発表場所
      奥州市文化会館(岩手県奥州市)
    • 年月日
      2016-10-19
  • [学会発表] Detection of various SLR systematic errors for mm accuracy2016

    • 著者名/発表者名
      T. Otsubo, A. Hattori, M. Kobayashi, M. Wilkinson, J. Rodriguez
    • 学会等名
      20th International Workshop on Laser Ranging
    • 発表場所
      GFZ Potsdam(ドイツ)
    • 年月日
      2016-10-12
    • 国際学会
  • [学会発表] Assessing and enforcing single-photon returns: Poisson filtering2016

    • 著者名/発表者名
      J. Rodriguez, G. Appleby, T. Otsubo, R. Sherwood, M. Wilkinson
    • 学会等名
      20th International Workshop on Laser Ranging
    • 発表場所
      GFZ Potsdam(ドイツ)
    • 年月日
      2016-10-12
    • 国際学会
  • [学会発表] Systematics at the SGF, Herstmonceux2016

    • 著者名/発表者名
      M. Wilkinson, G. Appleby, T. Otsubo, R. Sherwood, J. Rodriguez, T. Shoobridge
    • 学会等名
      20th International Workshop on Laser Ranging
    • 発表場所
      GFZ Potsdam(ドイツ)
    • 年月日
      2016-10-12
    • 国際学会
  • [学会発表] Time series of SpinSat return intensity: How long can BK7 reflectors survive in space?2016

    • 著者名/発表者名
      T. Otsubo, M. Wilkinson, C. Potter, T. Shoobridge, J. Griffiths
    • 学会等名
      20th International Workshop on Laser Ranging
    • 発表場所
      GFZ Potsdam(ドイツ)
    • 年月日
      2016-10-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Interannual geocenter motion with relation to El Nino Southern Oscillation2016

    • 著者名/発表者名
      K. Matsuo, T. Otsubo
    • 学会等名
      20th International Workshop on Laser Ranging
    • 発表場所
      GFZ Potsdam(ドイツ)
    • 年月日
      2016-10-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Accuracy of adopted centre of mass corrections for the Etalon geodetic satellites2016

    • 著者名/発表者名
      G. Appleby, P. Dunn, T. Otsubo, J. Rodriguez
    • 学会等名
      20th International Workshop on Laser Ranging
    • 発表場所
      GFZ Potsdam(ドイツ)
    • 年月日
      2016-10-10
    • 国際学会
  • [学会発表] Satellite laser ranging network: Where should a new station be placed?2016

    • 著者名/発表者名
      T. Otsubo, K. Matsuo, K. Yamamoto, Y. Aoyama, T. Hobiger, T. Kubo-oka, M. Sekido
    • 学会等名
      20th International Workshop on Laser Ranging
    • 発表場所
      GFZ Potsdam(ドイツ)
    • 年月日
      2016-10-10
    • 国際学会
  • [学会発表] 経験的加速度の時間変化で探る衛星の摂動2016

    • 著者名/発表者名
      服部 晃久, 大坪 俊通
    • 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(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-05-23
  • [学会発表] 衛星レーザ測距観測網の拡充: 新たな局はどこに?2016

    • 著者名/発表者名
      大坪 俊通, 松尾 功二, 山本 圭香, 青山 雄一, ホビガー トーマス, 関戸 衛, 久保岡 俊宏
    • 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(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-05-23
  • [学会発表] 衛星重力計測によるアジア高山域の氷河質量収支の再推定2016

    • 著者名/発表者名
      松尾功二,日置幸介
    • 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(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2016-05-22
  • [学会発表] Development of a new gravitational geoid model for Japan2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Matsuo, Takayuki Miyazaki, Basara Miyahara, Yuki Kuroishi
    • 学会等名
      世界測量者連盟2016年大会
    • 発表場所
      Horncastle Arena (ニュージーランド)
    • 年月日
      2016-05-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Assessment of accuracy of adopted centre of mass corrections for the Etalon geodetic satellites2016

    • 著者名/発表者名
      J. Rodriguez, G. M. Appleby, P. Dunn, T. Otsubo
    • 学会等名
      European Geosciences Union General Assembly 2016
    • 発表場所
      Austria Center Vienna (オーストリア)
    • 年月日
      2016-04-19
    • 国際学会
  • [備考] 一橋大学地学研究室

    • URL

      http://geo.science.hit-u.ac.jp/

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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