地球環境問題に関連したレーザー遠隔計測手法の開発

与全球环境问题相关的激光遥感方法的发展

• 批准号: 11750358
• 负责人: 湊 淳
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Ibaraki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11750358/
• 关键词: 地球環境問題; レーザー遠隔計測; カオス; 遺伝的アルゴリズム; 人工衛星搭載レトロリフレクター; レーザーレーダー; 長光路吸収法; 赤外

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。

In this study, the development of remote measurement technology for the earth's environment was carried out in parallel with the following two studies. (1)The distance between the two is measured. This method is based on past proposals. This study aims to verify and implement the methodology. In the past year, the electrical circuit used to generate the signal, the semiconductor circuit used to operate, and the stable circuit used to generate the light source. The light source is used, the light path in the light source is used, and the light path in the light source is used. The result is that the measurement error of 2.5 μsec is 1m, and the measurement of distance is possible. Multiple loop measurements are made on average, and the accuracy of measurements is improved. The number of cycles of the modulated signal is increased, and the measurement accuracy of the signal is increased. (2)In order to optimize the design value of satellite launch, the improvement of satellite launch design was carried out, and the evaluation was carried out in the case of satellite launch at an altitude of 800km. The optimum design value of artificial satellite launch vehicle is obtained in a short time.

项目成果

湊淳,伊多波正徳,若狭雅哉,小澤哲: "カオス変調レーザダイオードを用いた測距手法の基礎実験"計測自動制御学会論文集. 37・1. 1-5 (2001)

Jun Minato、Masanori Itaba、Masaya Wakasa、Tetsu Ozawa：“使用混沌调制激光二极管的距离测量方法的基本实验”仪器与控制工程师学会会刊 37・1（2001 年）。

Atsushi Minato et al.: "Development of a Lidar System for Measuring Methane Using a Gas Correlation Method"Japanese Journal of Applied Physics. 38,10. 6130-6132 (1999)

Atsushi Minato 等人：“使用气体相关法测量甲烷的激光雷达系统的开发”日本应用物理学杂志。