2018 Fiscal Year Annual Research Report
A challenge to develop GNSS buoy system for high-functional tsunami monitoring and continuous observation of ocean-bottom crustal movements
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16H06310
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| Research Institution | Hot Springs Research Institute of Kanagawa Prefecture |
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Principal Investigator |
加藤 照之 神奈川県温泉地学研究所, その他部局等, 所長 (80134633)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺田 幸博 高知工業高等専門学校, その他部局等, 客員教授 (30442479)
田所 敬一 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (70324390)
二村 彰 弓削商船高等専門学校, 商船学科, 准教授 (90332080)
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| Project Period (FY) |
2016-05-31 – 2021-03-31
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| Keywords | 津波 / 海底地殻変動 / GNSSブイ / 防災 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は下記に示す３つの課題と全体活動から構成されており、それぞれについて本年度の進捗状況を記載する。
（衛星通信実験による海面高の長期高精度連続観測の試み）前年度に引き続き商用衛星によるデータの通信を行った。しかしながら、前年度からの課題の電力不足が解決せず、追加の太陽電池や蓄電池などを購入した。その後も連続観測データは十分には取れていないが、課題を克服しながら2018年度末には昼間の時間帯は連続観測データが取れるようになっている。
（海底地殻変動連続観測への応用）5月末から6月はじめにかけて弓削丸による並行観測実験を行った。この実験で得たデータも含めた解析により、海底局アレイの形状を±2cmで決定することができた。また、前年度と今年度を合わせ実質58日間にわたってブイ上からの連続音響測距試験を実施した。この試験の結果、音響信号の送受信は継続して実施可能であり、前年度までに開発していた自動的な音響データ処理システムが順調に稼働しており、音響信号に含まれる反射波の影響を除去することができ、全体の99.5％の測距信号に対して直達波の到着時刻を正しく決定できることを確認した。
（気象学・電離層研究への応用）連携研究者によってGNSSブイで取得されたデータを日本列島における降雨予測の向上にどれだけ寄与できるかとの観測及びシミュレーションからのアプローチが行われ、その一部について成果が印刷・公表されている。電離層研究においても、GNSSブイで取得されたデータが地上で取得されたデータと比較して十分活用に耐える精度が得られていることが検証された。
（全体）関連研究者が一堂に会して進捗状況の報告を行ったほか、国際学会・国内学会における成果報告、和文・英文による論文発表が行われている。また、Webを通じた海面高データのリアルタイム表示や科研費研究の活動の紹介が行われている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ブイ上の電力不足が引き続き解決されていない。設計上は十分なはずであるが、太陽電池からの蓄電池への充電が不足気味である。特に冬期は充電不足が顕著になっている。このため、太陽電池を一枚増やす、蓄電池の予備を購入し適時交換する、などの対応を取っており、年度末にはかなりの改善を見た。次年度にはかなりのパーフォーマンスの改善が図られると期待している。また，前年度に発生した黒潮大蛇行の影響が続いており、ブイ周辺では強い海流によって渡船やブイへの乗り移りが困難な状況がしばしば発生し、作業効率がはなはだしく低下している。海況の好転が望まれる。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度までにあらわになったさまざまな問題点を克服して、精度のよい海面変動計測を継続実施できることを確認するほか、下記の各課題に取り組む。
（衛星通信実験による海面高の長期高精度連続観測の試み）（１）洋上ブイで実測した搖動特性データから電波伝搬の時間変動を計算機を用いてシミュレーションし、年間時間率において99%以上の確率で要件を満たす通信システムを設計する。（２）将来の展開として日本が打ち上げた準天頂衛星「みちびき」を用いた精密暦配信システムの適用可能性を検討するために、「みちびき」とL6波の受信可能な受信システムを購入し、基礎的な実験を行う。
（海底地殻変動連続観測への応用）（１）連続的な海底地殻変動の観測実験を開始する。数か月程度以上の連続観測を試み、観測期間中に発生した課題の抽出とその解決方法を明らかにする。（２）ブイ上からの音響測位と並行して船舶からの音響測距とCTDプロファイル観測も実施し、従来法による海底測位との精度比較を行うとともに高精度化を図る。
（気象学・電離層研究への応用）（１）GNSSデータから可降水量を抽出し、ブイで取得した可降水量データを陸上データと混合してデータ同化を行い、気象予報精度の向上へのインパクトを検証する。（２）GNSSデータからTECの値を抽出し、全球モデルへ入力することで、海上TEC情報がどの程度モデル精度の向上に寄与するかの検証を行う。
（全体）（１）参加研究者による打ち合わせを年一回実施し、実験計画の調整等を行う。（２）研究成果について国内外の学会等で発表を行うと共に論文発表を行う。（３）Webを逐次更新して成果を社会に還元する。
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Research Products
(16 results)
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[Journal Article] Development of GNSS Buoy for a Synthetic Geohazards Monitoring System2018
Author(s)
T. Kato, Y. Terada, K. Tadokoro, N. Kinugasa, A. Futamura, M. Toyoshima, S. Yamamoto, M. Ishii, T. Tsugawa, M. Nishioka, K. Takizawa, Y. Shoji, H. Seko, T. Iwasaki, and N. Koshikawa
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Journal Title
Journal of Disaster Research
Volume: 13
Pages: 460-471
DOI
Peer Reviewed
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