4-D tomographic investigation of equatorial and mid-latitude ionospheric irregularities

赤道和中纬度电离层不规则性的 4 维层析成像研究

基本信息

批准号：
19F19031
负责人：
山本衛
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-10-11 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

衛星測位(Global Navigation Satellite System; GNSS)は、4以上の衛星からの電波到来時刻の精密測定から3次元位置を測定する。2周波数の電波位相から電離圏の全電子数(Total Electron Content; TEC)が測定されるなど環境計測にも広く利用されている。日本には国土地理院の観測網GEONET (全国1300地点)があり、我々はそのデータによる3次元トモグラフィー解析を実現し日本上空の電離圏電子密度の3次元分布をリアルタイム・モニターしている。セサンガ博士は、電離圏トモグラフィー解析の専門家であって、これまで、特にデータの変動部分に注目することで電離圏イレギュラリティを捉えることに成功してきた。本研究では、複数のデータを活用する新しいトモグラフィー解析手法を開発し、日本上空の電離圏電子密度モニタリングの精度・分解能を向上する。2020年度までに、GNSS-TECとイオノゾンデ・データを活用することでトモグラフィ結果の高度決定精度が向上する結果を論文発表した。2021年度には、同じ手法で巨大な磁気嵐（太陽面の爆発に起因する磁気圏・電離圏の全地球的な変動現象）として有名なSt Patrick’s Dayイベント（2015年3月17日）に伴う電離圏変動を解析した。結果は磁気嵐の発生と収束に伴う電離圏電子密度の時間高度分布が明瞭に観察される結果となった。他の手法による観測結果と良い一致性を示しており、セサンガ博士が開発した改良型のトモグラフィー解析の威力を示した。これをまとめて論文発表した。さらに、このトモグラフィ解析をリアルタイムに実行するためプログラムの改良を進めた他、最近に注目を集めている超低価格の2周波GNSS受信機を活用したTEC観測システムの開発も実施した。

全球导航卫星系统 (GNSS) 通过精确测量来自四颗或更多卫星的无线电波的到达时间来测量三维位置。它还广泛用于环境测量，例如从两个频率的无线电波相位测量电离层中的总电子含量（TEC）。日本拥有日本地理空间信息管理局的观测网络GEONET（全国1,300个地点），我们正在使用这些数据进行3D层析分析并实时监测日本上空电离层电子密度的3D分布。 Sesanga 博士是电离层断层扫描分析方面的专家，迄今为止，通过特别关注数据的波动部分，已成功捕获电离层不规则性。在这项研究中，我们将开发一种新的断层扫描分析方法，利用多个数据来提高日本上空电离层电子密度监测的准确性和分辨率。到 2020 年，我们发表了一篇论文，表明利用 GNSS-TEC 和电离探空仪数据提高了断层扫描结果的高度确定精度。 2021年，我们使用相同的方法分析了与圣帕特里克节事件（2015年3月17日）相关的电离层，该事件以巨大的磁暴（由地球上的爆炸引起的磁层和电离层的全球波动现象）而闻名。太阳表面）的波动进行了分析。因此，可以清晰地观测到与磁暴产生和汇聚相关的电离层电子密度的时间高度分布。结果与使用其他方法获得的观察结果非常吻合，证明了 Sesanga 博士开发的改进断层扫描分析的强大功能。我们对此进行了总结并发表了一篇论文。此外，除了改进实时层析分析的程序外，我们还开发了一种TEC观测系统，该系统利用最近备受关注的超低成本双频GNSS接收器。

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Assessing the performance of a Northeast Asia Japan-centered 3-D ionosphere specification technique during the 2015 St. Patrick’s day geomagnetic storm

DOI：
10.1186/s40623-021-01447-8
发表时间：
2021-06
期刊：
Earth, Planets and Space
影响因子：
0
作者：
Nicholas Ssessanga;M. Yamamoto;S. Saito
通讯作者：
Nicholas Ssessanga;M. Yamamoto;S. Saito

On the Seeding of Periodic Equatorial Plasma Bubbles by Gravity Waves Associated With Tropical Cyclone: A Case Study

DOI：
10.1029/2020ja028003
发表时间：
2020-10
期刊：
Journal of Geophysical Research: Space Physics
影响因子：
0
作者：
K. Ajith;Guozhu Li;S. Tulasi Ram;M. Yamamoto;K. Hozumi;P. Abadi;Haiyong Xie
通讯作者：
K. Ajith;Guozhu Li;S. Tulasi Ram;M. Yamamoto;K. Hozumi;P. Abadi;Haiyong Xie

Real-time 3-D ionospheric tomography over Japan with GNSS observations

通过 GNSS 观测对日本进行实时 3D 电离层层析成像