自律型電離圏観測による赤道ジェット電流-プラズマバブル発生/抑制モデルの実証

利用自主电离层观测演示赤道急流等离子体气泡生成/抑制模型

基本信息

批准号：
21K03646
负责人：
藤本晶子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では、衛星測位や衛星通信等に影響を与え、GPS測位精度の低下や、車輛、船舶、航空機の安全運航に支障をきたす、電離圏電子密度の乱れ「プラズマバブル」のグローバルな形成過程の観点からプラズマバブル発生・抑制モデルを包括的に明らかにすることを目的とし、システム開発、観測・解析、モデル検証の三部構成で実施している。本年度は、本研究の三部構成のうち電離圏電子密度の乱れ「プラズマバブル」を観測的に捉える技術開発に注力した。「プラズマバブル」は、短波レーダーを用いた電離圏からの送信周波数エコー反射の散逸様相によって地上観測(電離圏イオノゾンデ観測)することが可能である。このエコー反射観測によって得られるイオノグラム画像から、反射エコーを読み取りることで電離圏環境変動を特定する。多くの場合、イオノグラム画像には電離圏からの所望のエコーに加えて、電離圏変動とは無関係の生活電波ノイズが大量に重畳している。非電離圏起源のノイズ信号が多く含まれるイオノグラム画像から少ない画像処理工程数で電離圏エコーを抽出する技術の開発に取り組み、電離圏イオノゾンデ観測で得られる高ノイズなイオノグラム画像に関するスケーリング手法について一定の成果を得た。従来の手動によるデータ分析以上に高速かつ効率良く分類・認識できることが確認でき、アーカイブされた大規模な電離圏イオノグラム画像からの自動エコー読み取り処理、ならびに観測拠点において計測からデータ分析の一連プロセスについて低計算コストなリアルタイム処理を可能とする。

在这项研究中，我们将研究等离子体气泡的整体形成过程，等离子体气泡是电离层电子密度的扰动，影响卫星定位和卫星通信，降低GPS定位精度，阻碍车辆、船舶和飞机的安全运行。旨在从系统开发、观测/分析、模型验证等角度全面阐明等离子体气泡产生和抑制模型。今年，我们专注于开发观测捕获“等离子体气泡”的技术，这是电离层电子密度的一种扰动，这是这项研究的三个部分之一。通过使用短波雷达消散来自电离层的发射频率回波反射，可以在地面上观察到“等离子体气泡”（电离层电离探空仪观测）。通过读取通过该回波反射观测获得的电离图图像的反射回波，可以识别电离层环境的变化。在许多情况下，除了来自电离层的所需回波之外，电离图图像还包含大量与电离层波动无关的无线电噪声。我们正在开发一种技术，通过少量的图像处理步骤从包含许多非电离层噪声信号的电离层图像中提取电离层回波，并且我们已经为获得的高噪声电离层图像开发了一定的缩放方法从电离层电离探空仪观测中我得到了结果。已经证实，可以比传统的手动数据分析更快、更高效地进行分类和识别，以及从大规模存档的电离层电离图图像中自动读取回波的过程，以及从测量到数据分析的一系列过程。观测基地，已被证明能够以较低的计算成本进行实时处理。