単周波GPS受信機群による電離圏シンチレーション観測システムの構築

一组单频GPS接收机构建电离层闪烁观测系统

基本信息

批准号：
14740285
负责人：
齊藤昭則
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度開発した単周波GPS受信機を用いて、GPS衛星からの測位電波のL1波の電波強度を50Hzでサンプリングし、GPS電波の電離圏の擾乱構造による影響を測定した。長期間の連続・無人観測を可能にするためのシステム作りを進めた。そして、5月のオーストラリアにおける短期間の観測を挟み、京都において連続観測を行った。そして、2004年1月以降は滋賀県信楽町に移設し、長期間継続観測のための観測体制を構築した。この間、データ処理システムの開発も進め、50Hzの測定データの処理と、その一次データから電波の変動の状態を示す指数を算出するプログラムの整備を進めた。既存メーカーのシンチレーション・モニターによる観測データとの比較も進め、感度においては、同程度かそれ以上の受信システムになっている事を確認した。ただ、機器内部に起因すると考えられる雑音が時折発生する事が課題として明らかになった。この雑音は、その変動の特性から、データの処理段階において、自然現象による変動と判別する事が可能である。1年以上の観測を進める間に、2003年10月末から11月初めの大規模な地磁気擾乱時において、日本の中央部で大きなGPS電波の変動を観測した。これは、地磁気擾乱によって、通常は静穏な中緯度電離圏に電子密度の擾乱が起こされたため、GPS電波のシンチレーションを起こした物と考えられる。この現象はプラズマ・バブルやMSTIDと異なり、従来には予想されていなかった形で引き起こされた衛星-地上間電波のシンチレーションであり、当システムで観測されたGPS電波シンチレーションのデータをもとに論文を作成中である。観測システム構築とそれによって得られた観測結果については、2003年11月の地球電磁気・地球惑星圏学会及びその他の研究会において報告を行った。

利用去年开发的单频GPS接收机，对GPS卫星定位电波的L1波50Hz的电波场强进行了采样，测量了电离层扰动结构对GPS电波的影响。我们着手创建一个系统，以实现长期连续、无人观测。 5月份在澳大利亚进行了短暂观察后，又在京都进行了持续观察。 2004年1月起，迁至滋贺县信乐町，建立了长期连续观测的观测系统。在此期间，我们还在数据处理系统的开发方面取得了进展，创建了一个处理50Hz测量数据并根据该原始数据计算出指示无线电波波动状态的指数的程序。还与现有制造商的闪烁监视器的观测数据进行了比较，确认接收系统具有相同或更高的灵敏度。然而，很明显，被认为源自设备内部的噪音偶尔会成为一个问题。在数据处理阶段，可以根据波动的特征来确定该噪声是由于自然现象引起的波动。在一年多的观测中，我们观察到2003年10月底到11月初的大规模地磁扰动期间，日本中部的GPS电波出现了较大的波动。这被认为是由于地磁扰动破坏了通常安静的中纬度电离层中的电子密度，导致 GPS 无线电波闪烁。这种现象与等离子体气泡和 MSTID 不同，是卫星和地面之间以以前未曾预料到的方式产生的无线电波闪烁。 2003年11月，我们向地球电磁学与地球、行星与球体科学学会等研究组报告了该观测系统的建设情况和观测结果。