“みちびき”を含むGNSS衛星電波の物体反射を利用した土砂災害発生検知システム

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本災害検知システムは、“みちびき”を含むGNSS衛星から放射される電波の監視対象エリアでの反射を受信し、その受信強度時系列を利用する。常に天頂方向に位置する“みちびき”衛星による放射電波の対物反射から土石流や急傾斜地の崩落をリアルタイムに検知し、移動し続ける多数のGNSS衛星の放射電波の対物反射時系列からレーダーのように土砂災害発生領域の広さや起伏粗さを推定する。同システムを構築するためには、①1.5GHz帯左遷円偏波用の高指向性アンテナの開発、②３衛星以下で受信CN比を出力するGNSSモジュールファームウェアの実装、③機械学習を利用した土砂災害検知用ソフトウェアの開発、④土砂災害検知システムの荒天時での検知精度の検証が必要となる。 2020年度は、①のアンテナの開発を行った。50m離れた位置から半径15mのエリアの壁面からのGNSS電波の反射波だけを受信できる高指向性エンドファイヤ・ヘリカルアンテナが実現できた。②は外部企業に委託しているが、新型コロナによる半導体素子の入手困難と同社事業スケジュール遅れのため、現段階では完了していない。③のソフトウェアについては、2021年度には計算機シミュレーションによって土砂災害検知ソフトウェアの開発を試みた。土砂災害の発生前後の状況を想定して反射波の受信強度を計算し、その時系列の平均強度と周波数スペクトルに機械学習を適用した結果、土砂災害の発生とその状況を一定程度検出できることが示唆された。また、2022年度は、製作したアンテナと汎用GNSS受信機を用い、採石場で露出した壁面と草木で覆われた壁面とでの反射波受信強度時系列を測定し、データを蓄積した。現在は実測データに対して機械学習を利用した土砂災害検知アルゴリズムを適用し、その改良を行っている。④については、荒天時にも使用できるように提案の災害検知システムの改良を行っている。