平成29（2017）年度　一般研究２実施報告書

 

課題番号

29−共研−2010

分野分類

統計数理研究所内分野分類

a

主要研究分野分類

4

研究課題名

衛星搭載GNSS観測データおよび光学観測データを用いた電離圏トモグラフィー

フリガナ

代表者氏名

ウエノ ゲンタ

上野 玄太

ローマ字

Ueno Genta

所属機関

統計数理研究所

所属部局

モデリング研究系

職　　名

准教授

配分経費

研究費

40千円

旅　費

32千円

研究参加者数

3　人

 

 

研究目的と成果（経過）の概要

宇宙空間からの人工衛星などによるGlobal Navigation Satellite System(GNSS)観測データおよび光学観測データを用いて電離圏電子密度の３次元構造をトモグラフィーにより推定する事を目的とした研究を実施した。高度100km から1,000kmにかけて広がる電離圏は密度10^6個/cc程度のプラズマが存在しているが、その変動は大きく高度、緯度、地方時、季節、地磁気擾乱度、太陽活動度などによって激しく変化している。特にその高度方向の構造は電場と風による変動を大きく受け変動が大きい。複数の衛星による観測視線方向の違いを用いて全電子数から電子密度の3次元分布を求めるトモグラフィー手法を研究代表者らが開発し、利用されているが、空間分解能が十分にあげられない点、地上GNSS受信機が十分にない地域では困難な点、などが課題となっている。そこで本研究では、地上GNSS受信機の配置に関わらず全世界でデータが測定可能な人工衛星搭載のGNSS受信機の観測データと人工衛星及び国際宇宙ステーション(International Space Station: ISS)搭載の光学機器の観測データをこれらの地上GNSS受信機データに併せて用いることで高精度な3次元電子密度分布の推定を行うアルゴリズムを開発することを目的とする
　用いるデータは、地上GNSS受信機網データ、衛星搭載GNSS受信機データ、衛星及びISS搭載光学観測データの3種類である。地上GNSS受信機網データは情報通信研究機構の宇宙天気グループによって収集されたデータを用いた。衛星搭載GNSS受信機データとしては、CHAMP衛星、GRACE衛星、COSMIC衛星群などの既存の観測データに加えて2018年に打ち上げ予定のCOSMIC-2衛星群のデータを用いた。光学観測データとしては、COSMIC衛星群によるphotometerの観測とISS?IMAPによる酸素原子による630nm大気光、酸素イオンによる30.4nm共鳴散乱光のデータを用い、アルゴリズムとしては、これまで研究代表者及び研究分担者が開発してきた地上GPS受信機網データなどを用いた拘束条件付き最小自乗法による電子密度推定手法を発展させたものを用いて開発を進めた。

 

当該研究に関する情報源（論文発表、学会発表、プレプリント、ホームページ等）

Saito, A., Y. Hozumi, T. Sakanoi, S. Perwitasari, I. Yoshikawa, A. Yamazaki, Y. Otsuka, M. Yamamoto, Optical Imaging Observation of the Geospace from the International Space Station by ISS-IMAP, American Geophysical Union fall meeting, New Orleans, 2017/12/11.
Hozumi, Y., A. Saito, I. Yoshikawa, A. Yamazaki, G. Murakami, K. Yoshioka, and C.-H., Chen, Global distribution of the He+ column density observed by Extreme Ultra Violet Imager on the International Space Station, J. Geophys. Res. Space Physics, 122, doi:10.1002/2016JA023534, 2017.
Saito, S., S. Suzuki, M. Yamamoto, C.-H. Chen, Chia-Hun, A. Saito, Real-Time Ionosphere Monitoring by Three-Dimensional Tomography over Japan, NAVIGATION, J. The Institute of Navigation, Vol. 64, No. 4, 495-504, doi:10.1002/navi.213, 2017.

研究会を開催した場合は、テーマ・日時・場所・参加者数を記入してください。

本年度は開催なし。

 

研究参加者一覧

氏名

所属機関

池田 孝文

京都大学

齊藤 昭則

京都大学