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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19F19031/
• 关键词: 3次元トモグラフィー; GPS利用全電子数観測; 電離圏構造; TEC測定受信機開発; GPS全電子数観測; イオノゾンデ

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。

Satellite positioning (Global Navigation Satellite System; GNSS) ら, <s:1> precise determination of <s:1> when <s:1> radio waves arrive ら three-dimensional position を determination する. The 2-cycle wavenumerative <s:1> radio wave phase ら the Total Electron Content (TEC)が of the ionizing sphere is determined されるな <s:1> the environmental measurement に ら the general く utilizes されて the る る. Japan に は soil geography school の 観 survey of GEONET (1300) national が あ り, I 々 は そ の デ ー タ に よ る 3 dimensional ト モ グ ラ フ ィ ー parsing を be presently し over Japan の ionization sha-lu electron density の 3 dimensional distribution を リ ア ル タ イ ム · モ ニ タ ー し て い る. Dr セ サ ン ガ は, ionization sha-lu ト モ グ ラ フ ィ ー parsing の 専 door home で あ っ て, こ れ ま で, に デ ー タ の - moving part に attention す る こ と で ionization sha-lu イ レ ギ ュ ラ リ テ ィ を catch え る こ と に successful し て き た. This study で は, plural の デ ー タ を use す る new し い ト モ グ ラ フ ィ ー parsing technique を open 発 し, over Japan の ionization sha-lu electron density モ ニ タ リ ン グ の precision, can decompose を upward す る. 2020 ま で に, GNSS - TEC と イ オ ノ ゾ ン デ · デ ー タ を use す る こ と で ト モ グ ラ フ ィ results determine の height precision が upward す る results を paper 発 し た. 2021 annual に は, with huge じ gimmick で な magnetic 気 haze (sun surface explosion の 発 に cause す る magnetic 気 sha-lu, ionization sha-lu の whole earth な - dynamic phenomenon) と し て な famous St Patrick 's Day イ ベ ン ト (on March 17, 2015) に with う ionization sha-lu - dynamic analytical し を た. The results show that the <s:1> magnetic atmosphere <s:1> generates と beams に accompanied by う, and the electron density <s:1> temporal height distribution in the ionization sphere が clarizes the に観 observation of the される results となった. の gimmick に he よ る 観 を い と good consistency test results shown し て お り, セ サ ン ガ Dr が open 発 し た altered の ト モ グ ラ フ ィ ー parsing の を shown powerful し た. The paper is published in た. さ ら に, こ の ト モ グ ラ フ ィ parsing を リ ア ル タ イ ム に line be す る た め プ ロ グ ラ ム の improved を into め た, recently に attention を set め て い る ultra-low の 2 価 grid frequency GNSS trusted machine を use し た TEC 観 measuring シ ス テ ム の open 発 も be applied し た.

项目成果

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
• 作者: Nicholas Ssessanga;M. Yamamoto;S. Saito

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

• 发表时间: 2019
• 作者: S. Saito;M. Yamamoto;A. Saito;and C.-H. Chen
• 通讯作者: and C.-H. Chen

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
• 作者: K. Ajith;Guozhu Li;S. Tulasi Ram;M. Yamamoto;K. Hozumi;P. Abadi;Haiyong Xie

複数のGNSS衛星群を用いる低コストなTEC観測システム開発

使用多个 GNSS 卫星星座开发低成本 TEC 观测系统

• 发表时间: 2021
• 作者: 河上晃治;山本衛;斎藤享;N. Ssessanga
• 通讯作者: N. Ssessanga

衛星＝地上間の電離圏全電子数観測の開発状況

星地电离层总电子数观测发展现状

• 发表时间: 2020
• 作者: 山本 衛;斎藤 享
• 通讯作者: 斎藤 享