あらせ衛星 プラズマ波動解析ツール
ISEE_Wave
使用マニュアル v01.00
ERG Science Center

ERGサイエンスセンター ISEE_Waveマニュアル1

本マニュアルの内容※ 本マニュアルは 2021.2.8時点（ISEE_Wave Version 1.0.1）のもので、一部情報が古い場合があります。

１．ISEE_Waveとは

ｐ．03

ISEE_Waveの目的、機能の概要、アウトプットできるデータについて説明します。

２．ISEE_Waveのインストール方法

ｐ．05

ISEE_Waveのインストール方法、動作環境について説明します。

３．ISEE_Waveの使い方

ｐ．06

起動からデータのアウトプットまで、各機能の使い方を説明します。

４．解析に使用している計算手法

ｐ．17

波動伝搬解析に必要な計算手法について解説します。

５．トラブルシューティング

ｐ．18

使用中に発生するトラブルについては、5節でまとめて解説しています。

ISEE_Waveを使用する上でよく直面するトラブルとその解決法について説明します。

ERGサイエンスセンター ISEE_Waveマニュアル2

１． ISEE_Wave とは
あらせ プラズマ波動・電場観測器(PWE）で観測された電磁場波形を用いて、偏波・伝搬方向(*1)を計算して表示するデスクトップアプリケーション
IDL/SPEDAS上で動作するプラグインツール

本ツールでできること：(*1) 偏波・伝搬方向解析

解析、プロット補助

Dynamic power spectrum (E, B)
Wave normal angle
Polarization
Planarity
Poynting vector angle

STFTウィンドウ幅、ストライド、窓関数
fc などの補助線
波動強度などによるマスク

結果の出力
png, eps形式での画像出力
tplot save fileの出力解析を再現するIDLコードの出力
実装予定

ERGサイエンスセンター ISEE_Waveマニュアル3

１． ISEE_Wave とは注意事項
ISEE_Waveは解析結果の妥当性を保証していません
解析結果の妥当性は、観測上の制約や解析条件等を考慮して都度適切に判断する必要があります。
判断に迷われた場合は、あらせPWEチームにお問い合わせください。
erg_pwe_info@isee.nagoya-u.ac.jp

ISEE_Waveで求めた結果を論文等に使用される場合解析条件の明記と、ISEE_Waveに関する文献の引用をお願いします。
ERGサイエンスセンターのRoR（利用規約）をご参照ください。
https://ergsc.isee.nagoya-u.ac.jp/data_info/rules_of_the_road.shtml.ja

ERGサイエンスセンター ISEE_Waveマニュアル

4

２．ISEE_Wave のインストール方法
ISEE_Wave のインストール方法、動作環境について説明します。

最新の ERG プラグインツール bleeding edge をお使いのIDL環境へインストールしてください。
インストール方法は ERGサイエンスセンターウェブページなどを参考にしてください。
https://ergsc.isee.nagoya-u.ac.jp/analysis/spedas/index.shtml.ja
推奨環境
OS

Windows、Mac OS
Linux (統合データサイエンスセンター CIDASシステム)

ライブラリ

SPEDAS 3.1
ERG プラグインツール bleeding edge

画面1600 x 1050以上

その他

データダウンロードなどにインターネット接続が必要
データ期間によってはWGパスワード認証が必要

お使いの環境によって画面表示が異なり、初期設定が必要な場合があります。
詳しくはp.7, p.18を参照してください。

ERGサイエンスセンター ISEE_Waveマニュアル5

３． ISEE_Wave の使い方
3.1 使い方の流れ

1

２

ISEE_Waveを起動
IDL上で ISEE_Waveを実行してください。
ログイン情報を聞かれた後、[OFA]と[WFC]の２つのウィンドウが起動します。

２

OFAスペクトルプロットから、解析するイベントを選択
OFAウィンドウでオンボードスペクトルとWFC波形データの存在する区３４間を確認できます。
OFAウィンドウをクリックすることで期間を選択することができます。

３

WFC波形データを計算
STFTウィンドウ幅などを調整し計算を開始します。

４

プロットを調整し、出力プロットの縦軸や補助線を調整し、画像ファイルとして出力します。

ERGサイエンスセンター ISEE_Waveマニュアル

6

３． ISEE_Wave の使い方
3.2 ISEE_Waveの起動、初期設定
IDL上で ISEE_Wave を実行してください。

[OFA]と[WFC]の２つのウィンドウが起動します。
OFAウィンドウ

ログイン・初期設定入力

WFCウィンドウ
WG情報を入力してログインしてください。
（一部データはGuestモードで使用することができます。）

ログイン後ウィンドウが開かない→Q2
ウィンドウ表示が崩れる→Q３
ERGサイエンスセンター ISEE_Waveマニュアル7

３． ISEE_Wave の使い方

1

3.3 OFAウィンドウでのスペクトルプロット表示

1

OFAスペクトルプロットの期間設定

３

OFAウィンドウ左上の[Start:][End:]に期間を入力し、[Display data]ボタンを押してください。

２

データロードのポップアップウィンドウが表示されます。

処理中は他のボタンを触らないようにしてください。

３

プロット表示OFAウィンドウに、オンボードスペクトルが表示されます。

ERGサイエンスセンター ISEE_Waveマニュアル8

３． ISEE_Wave の使い方
3.4 OFAウィンドウの使い方

４４[1h<]ボタンなどを使って、プロット期間を移動できます。

5[tlimit]ボタンでプロットを自由に拡大できます。

５

クリック1回目：start time
クリック２回目：end time6

下の2枚のパネルで、波形観測の実施状況がわかります。

65k: WFC chorus burst mode 観測
WP ： S-WPIA mode観測

6

波形観測が実施されている時間帯であっても、データを地上で受信していない場合があります。

OFAプロットが表示されない（→ bleeding edgeが最新版かどうかを確認してください）

ERGサイエンスセンター ISEE_Waveマニュアル

9３．ISEE_Wave の使い方
3.5 OFAウィンドウを用いたWFC解析イベントの選択

8７

WFC解析期間の設定
WFCウィンドウ左上の[Get time interval from OFA]ボタンで、OFAプロットから時間を指定してWFC解析を行えます。

8

OFAプロットからの時間指定

７

tlimitの要領で、OFAプロットの2箇所をクリックしてください。
データが正常に読み込まれたら以下のポップアップが現れます。

WFCウィンドウに選んだ時間が入力されていることを確認してください。

ERGサイエンスセンター ISEE_Waveマニュアル

10３．ISEE_Wave の使い方
3.6 WFCウィンドウを用いた波形データの解析

１

WFCデータ解析期間の設定
WFCデータの時間区間が表示されています。
OFAウィンドウからtlimitで取得するか、直接入力することができます。

2

計算手法の調整１２

３波形解析に用いるSTFTで必要なパラメータを調整します。

計算に関する詳細は「４．計算手法について」を参照してください。

３

計算実行
設定した内容で計算を開始します。
設定内容によっては警告メッセージが出ますので、表示内容に従ってください。

ERGサイエンスセンター ISEE_Waveマニュアル

11

３．ISEE_Wave の使い方
3.7 WFCウィンドウの使い方

４

解析結果プロット
WFC波形データの解析結果が描画されます。

５6４7

5Options パネル
補助線など、描画に関する設定を行います。

６Mask パネル
波動強度などに応じてプロットをマスクします。

7

Output パネル
計算結果を、各種ファイルとして出力します。

一番下のパネルが真っ白 → 観測の都合上、Poynting vectorが解析できない場合があります。
違う期間を選択してください。
ERGサイエンスセンター ISEE_Waveマニュアル

12

３．ISEE_Wave の使い方
3.8 WFCウィンドウ/Optionsパネル/サポートライン
描画する線の[Enable]をクリックしONに変更したあと、[Apply]ボタンをクリックします。

線スタイル（破線）や色の変更が可能です。
入力後は、Enterキーを押下してください。

新しく線を設定することも可能です。

ERGサイエンスセンター ISEE_Waveマニュアル13

３．ISEE_Wave の使い方
3.8 WFCウィンドウ/Optionsパネル/ラベル・軸の調整ラベル・軸に関する設定を行います。

各ウィンドウ・チェックボックスを設定して、[Apply]をクリックしてください。

ERGサイエンスセンター ISEE_Waveマニュアル14

３．ISEE_Wave の使い方
3.8 WFCウィンドウ/Maskパネル
波動強度などでプロットをマスクすることで、興味のある信号を強調することができます。

右図のように設定した場合、E-Spec > 10-6 mV2/m2/Hz かつ
B-Spec > 10-2 nT2/Hzの成分のみが各パネルに表示されます。
Optionsパネルの[Mask]チェックボックスを操作することでマスクするパネルを選択することができます。

ERGサイエンスセンター ISEE_Waveマニュアル15

３．ISEE_Wave の使い方
3.8 WFCウィンドウ/Outputパネル

Outputタブから、EPS,PNG形式の画像ファイルとしてプロットを出力できます
画像ファイルのサイズ、プロット内のフォントサイズを調整できます。

また、tplot Save Fileとして出力することで、スペクトルデータをさらにIDL上で解析することができます。

ERGサイエンスセンター ISEE_Waveマニュアル16

4．伝搬方向解析に使用する計算手法についてプロットを理解する上で必要な情報について説明します。

ツール内で使用しているデータ：
PWE/WFC Level 2 電磁場波形 （Chorus burst modeデータ、S-WPIA modeデータ）

詳しくは「10.34515/DATA.ERG-09000」「10.34515/DATA.ERG-09001」

MGF Level 2 8sec磁場データ （絶対磁場強度）

詳しくは 「10.34515/DATA.ERG-06001」

Level 2 軌道データ，姿勢データ

詳しくは 「10.34515/DATA.ERG-12000」

伝搬方向解析：SVD法 [Santolik et al. , 2003]
Ezは 𝑬 ⋅ 𝑩 = 0 を仮定して導出

磁界3成分のデータを用いて最小二乗解を求めることで、信頼性の高い伝搬ベクトルが得られる。 得られた特異値から、単一平面波近似が妥当であるかを判断できる。
詳しくは 「あらせPWE観測データからの伝搬ベクトル解析の原理」

調整可能なパラメータ：
STFTに用いる窓関数（Hanning, Hamming）、窓サイズ、窓ストライド、スペクトルマトリクスの平均回数 (N_Average)
窓サイズ

Waveformtime
窓ストライドSpectrum

平均回数（N_average）

ERGサイエンスセンター ISEE_Waveマニュアル17

５．トラブルシューティング
５．１ よくあるエラー、質問とその解決方法集

Q1. ISEE_Waveが起動しない
bleeding_edgeの最新版が正しく設置されていることを確かめてください。
＊＊＊＊

Q2. ログイン後にターミナルにエラーが出る＊＊

ログイン画面下部の[Temporary file reset]をクリックして、設定を初期化してログインし直してください。

＊＊

Q３. OFA、WFCウィンドウの表示が崩れている＊＊

画面の下部分が途切れて見えないなどログイン画面で、ウィンドウサイズやフォントサイズを小さくして、ウィンドウ全体が表示されるように調整してください。

Q４. 途中でエラーが出て動かなくなった
一度２つのウィンドウを閉じて、IDLをリセット（.reset）してから、ISEE_Waveを再起動してください。

ERGサイエンスセンター ISEE_Waveマニュアル

18