GPS反射波を用いた南極氷床縁における海面・氷面高度計測に関する基礎研究

利用GPS反射波测量南极冰盖边缘海冰面高度的基础研究

• 批准号: 19710018
• 负责人: 青山 雄一
• 金额: $ 1.93万
• 依托单位: National Institute of Polar Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19710018/
• 关键词: GPS反射; デュアルフロントエンド受信機; 氷床・海水高度計測

南極氷床縁の氷床高度や海面(海表面)高度のリモートセンシングが可能になると、南極氷床周縁部における水質量の分布や循環・移動を捉える上で有効であることから、GPS電波の反射波を活用し、小型の観測装置で実現可能な全天候型の海面・氷面高度リモートセンシング技術開発を推進する。そのため、GPS反射波測定専用受信機を試作して観測実験を行い、解析アルゴリズムの開発に必要な基礎データ(GPS電波のIF信号)を蓄積する。市販のソフトウェアGPS受信機との平行観測から、専用受信機(試作機)の動作評価をすることを目的とする。本年度は、GPS反射波による海面高度・海面粗度計測に必要なGPS電波の直達波と反射波の中間周波数(IF)信号を収録するため、市販の評価ボード等を活用して、デュアルフロントエンドのGPS反射波測定専用受信機を試作した。また、直達波用の右円偏波アンテナと反射波用の左円偏波アンテナ(パッチアンテナ)を購入した。非常に膨大なデータ量になるGPS電波のIF信号データの収録モジュールは、試作機を制御するPC(低温でも動作可能)とデータ蓄積装置で構築した。これらのシステムを用いて、国内で実施を予定していた観測実験は、研究代表者が第49次南極地域観測隊に参加することとなったため、実施できなかった。しかし、昭和基地に持ち込むことができたため、越冬期間中に試作したGPS反射波測定システムを用いて、南極域の海氷、ならびに氷床で反射されたGPS電波を測定する地上観測実験を実施する。これにより、GPS反射波による氷床・海氷高度の解析アルゴリズム開発に有用な基礎データが収集できると考える。

一旦实现南极冰盖边缘冰盖高度和海面（海面）高度的遥感，GPS无线电波将有效了解南极冰盖边缘水团的分布、环流和运动。推动小型反射波观测设备全天候海冰面高度遥感技术发展。为此，我们将制作专用于测量GPS反射波的接收器原型，进行观测实验，并积累开发分析算法所需的基础数据（GPS无线电波的IF信号）。目的是通过与商用软件 GPS 接收器的并行观测来评估专用接收器（原型）的操作。今年，为了记录使用GPS反射波测量海面高度和海面粗糙度所需的GPS无线电波的直达波和反射波的中频（IF）信号，我们将使用市售的评估板等来记录我们设计了一款专用于测量 GPS 反射波的接收器原型。我还购买了用于直达波的右旋圆极化天线和用于反射波的左旋圆极化天线（贴片天线）。用于记录产生大量数据的 GPS 无线电波 IF 信号数据的模块是使用控制原型的 PC（即使在低温下也可以运行）和数据存储设备构建的。原定在日本使用这些系统进行的观测实验无法进行，因为主要研究者计划参加第 49 次南极区域考察。不过，既然我们能够把它带到昭和站，我们将使用在冬季期间建造的原型GPS反射波测量系统来测量从南极海冰和冰盖反射的GPS无线电波。我们相信，这将使我们能够收集有用的基本数据，用于开发使用 GPS 反射波分析冰盖和海冰高度的算法。