地球環境問題に関連したレーザー遠隔計測手法の開発

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本研究では,地球環境のためのレーザー遠隔計測技術開発のために,以下の2つの研究を並行して行った。(1)カオス信号の自己相関がデルタ関数に近い性質を利用すると,カオス変調されたレーザー光を用いてレーザーレーダー測定およびレーザー距離計測が可能となる。本手法は,研究代表者が過去に提案した手法である。本研究では,本手法の実験による検証及び実用化を目的とする。昨年度,カオス信号を発生する電気的な回路を用いて,半導体レーザーを駆動する方式により,安定してカオス変調するレーザー光源を開発した。このレーザー光源を用いて,光ファイバー内の光路における実験と,大気中光路における実験を行った。この結果,2.5μsecの測定で,1m程度の誤差で距離の測定が可能であることが明らかになった。複数回の測定を行い平均を取ることによって,測定精度の向上が可能である。また,変調信号の周波数を上げたり,信号計測におけるAD変換のサンプリングレートやメモリ数を向上させることによっても,測定精度の向上が可能である。(2)次世代の地上衛星間レーザー長光路吸収測定のために,遺伝的アルゴリズムを用いた人工衛星搭載レトロリフレクターの設計値の最適化プログラムの改良を行い,高度800kmの軌道の衛星に4素子レトロリフレクターを搭載する場合について評価を行った。遺伝的アルゴリズムとシミュレーテッドアニーリングを組み合わせることにより,短時間で人工衛星搭載レトロリフレクターの最適な設計値が得られることが明らかになった。