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

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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。