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港湾 ・沿岸の安心安全に貢献する章

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東京計器株式会社
電子事業部

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海上交通部〒144−8551東京都大田区南蒲田2−16−46TEL

O3−3737−8630

FAX

O3−3737−8669

×2013年4月1日より、「電子事業部」は「電子システムカンパニー」に名称変更いたします。

一

目

次

一

CONTENTS
巻頭言「教えない教育」…………・・……・…・……………………・会長

Chairman林

Shogo

尚吾……（1）

HAYASHI

講演の記録［衛星測位］「マルチGNSSの動向と我が国の取り組み」………………・…………安田明生……（3）Akio

YASUDA「ソフトウエアGNSSの開発と周辺」………………・………・・………・久保信明……（15）Nobuaki

KUBO「準天頂衛星「みちびき」のし1−SAIF信号」………………・………・…坂井丈泰……（24）Takeyasu

SAKAI［海洋レーダ］「海洋レーダの原理及び海洋レーダの利用による分野」……………古川恵太……（32）Keita

FURUKAWA「津波に対するレーダ観測活動の調査（その2）・………………・・…・渡辺康夫……（37）

Yasuo

WATANABE

特別研究会報告「特別研究会 防衛省技術研究本部電子装備研究所の見学」………事 務 局……（54）Secretariat
臨時研究会報告「臨時研究会 次世代AIS国際標準化のためのワークショップのパネルディスカッション参加報告」………………・…………・………・……・…………・・…・………・事務局……（58）Secretariat
電波航法研究会事業報告（平成24年度）・………・……・・………………事務

局……（64）

Secretariat

電波航法

巻頭言

（Foreword）

教えない教育電波航法研究会

会長林Chairman

Shogo

尚吾

HAYASHI

冒頭から私事で恐縮でありますが、この学生諸君の評価アンケートでは、「始め3月で約40年間勤務した大学教員を退職しの開始の挨拶の無い講義は、休憩時間とのます。この間を振り返り、思い出とともに境目もなくダラダラと講義に移り、私語はお伝えしたいことがあります。

絶えないままに終了時刻の前に終わってし大学に就職して、問もないころの小生

まう」と書いてありました。そして「挨拶の講義は「矢つぎ早に喋る余裕のない講の効果」は「休憩時間との切り替えが出来義」でした。学生の理解度を聴いている学て、気を引き締めて講義を聴講すること、生の顔で判断する余裕もなく、ひどいもの

私語も絶え、教授の言葉を理解するようにであったと深く反省しています。その後長努め、考えるようになった」という絶大ない年月の繰り返しでの進歩が、教授法にも効果が書いてありました。中には「これ徐々に現れてきました。

ぞ1大学の講義！」と受講したことを喜ん

まず、その一つが「講義の開始時と終了だ学生の評価や、就職の採用面接の際に、時の挨拶」です。社会や高校までの学校生「君は他の学生よりも挨拶が良かったから活では当然のことでありますが、大学で採用した」と言われた学生の報告を受けた行っているところは、少なくても小生の勤こともありました。

務する大学においては皆無だそうです。幼稚園から始まり、高等学校に至るまで、基

挨拶は会社では当然のことであります

本は挨拶から始まったといえると思いまが、青春期の大切な時期を「挨拶」の重要す。しかし、大学に入りますとそれぞれの性を知らずに通り過ぎてしまう学生たちが講義の前に「気をつけ1

礼1」をする教どれほどに多いものか。挨拶に厳しい体育

員はいなくなってしまいます。教員に自信会系の学生が就職活動で有利なことにも関がないのではないかと思います。小生も「挨係しているかもしれません。

拶なんかにはこだわらない進歩的な教師の振り」がしたかった時期もあります。自分

現在の講義では、挨拶に続き、学生が板の講義を「礼」を持って始めることができ書（今はパワーポイント）の転記を終了し無かったことは、はっきり言えば自信が無てから説明する方法をとっています。学生

いか、オ今持が無いか、だったと思います。

からは「集中して説明が聴けるので理解度が高まります」と好評でした。自分の学生

電波航法

No．54（2012）

一1一

時代のことを反映して講義の方法を変えた

残ったことをほとんどの学生が述べていま

次第です。

した。

ここに至るまでには授業時間数の何倍ももうひとつ、お伝えしたいのは「教えない教育」です。

の時間がかかり、「鬼の林」と言われていたようですが、多くの卒業生からは思い出「教えない教育」という教育法が北欧の話とともに「感謝」が伝わってきます。後フィンランドにあります。これは、教えら輩達にも引き続き「鬼の林」であり続けるれた知識はすぐに忘れてしまいますが、「自ことを願われています。

分で考えて得た知恵は一生もの」で生涯忘

小生にも大きな感動と喜びを与えてくれ

れないものです。教室での講義は「知識をた学生諸君の言葉は小生の宝物であり続け授ける」ことになりますが、私は「教えなています。

い教育」を学生実験で実践しました。受講する学生には課題の予習レポートを提出さ日本が世界一であり続けるために、「こせ、その内容に関して一人ずつロ頭試問をれからも、考えて、考えさせて」、未知の行ってきました。大学生のレポートは全て世界を開拓し、世界に冠たる研究・開発をが本人の責任であることを自覚させた上進めて下さることを電波航法研究会の諸賢で、そのレポートの内容を小中学生にも理に願ってやみません。

解できるように簡明に説明させますが、やさしく説明できるためには本質を理解していなくては難しいことです。学生がわからない場合にも決して解答は教えず、ヒントだけを与えます。このヒントを与えることを何度でも繰り返します。学生が考えて、考えて、自分の力で正しい答えを導きだすまで指導しました。この過程を繰り返して10課題のレポートを完成させた時、全ての学生に大きな達成感と「生涯忘れる事のない知識」が縦横の繋がりを持った織物のように獲得されています。学生らの感想には「これまで考えることをしていません
でした」、「考えることの重要性を学びました」、「考えれば難しく見えたことも理解できることを知りました」、「この授業で初めて大学生らしい勉強をしました」、さらには「考えることがこれほどに楽しいこととは知りませんでした」と、に大きな感動が

一2一

JACRAN，Nα54（2012）

マルチGNSSの動向と我が国の取り組み
東京海洋大学名誉教授

安田明生
1

はじめに

2

世界のGNSS2010年代は衛＝星測位界の動きから目を現在運用されている全地球航法衛星シス

離せない10年となろう。我が国では2010

テム（GNSS）は米国によるGPSとロシア

年9月11日の準天頂角：星（QZSS）初号機

連邦によるGLONASSの二つで、欧州連「みちびき」の打ち上げ後、1年余りの実合によるGalileoは展開途上、中華人民共証試験の高評価により、実用システムとし和国によるBeiDou／COMPASSは静止衛＝て2010年代の後半に向けて7；機体制の自星を含めて14機でアジア地区での運用を

律衛星測位システムの構築に向けて動き

2012年の12月に開始した。これらのシス始めた。隣…国中国では2012年末には静止

テムの概要と現況を表1にまとめた。以下

衛星（GEO）5機、傾斜型地球同期軌道衛各システムについて解説する。

星（IGSO）5機i、中軌道周回衛星（MEO）

4機をそろえて、アジア地区への測位サー2．1

ビスを開始した。さらに、2020年までに2．1．1

は35機でグローバル化すると宣言していGPS
GPSの生い立ち1973年、米空軍と海軍は統合して、新る。一方、開発宣言後早くも10年以上経過しい衛星測位システム開発を目指してJPO

したGalileoも2016年忌FOCに向けて、遅（Joint

まきながら整備が加速し始めた。インドのまでの衛星航法システムは海軍が開発してIRNSSはまだ初号機iも上がってはいない

運用するNNSS（Navy

ものの2015年には7機体制の地域衛星測位

System）で、1〜2時間に一回、数百mのシステムを完成させるとしている。GPSと誤差で位置が求められるのみであった。

GLONASSも近代化に向けて着実に歩を進Program

Of且ce）を設立した。それ

Navigation

Satellite

1978年2月22日にブロック1と呼ばれる実験GPSシステム第一号機が打ち上げめている。

本稿では、世界的なGNSSの現状と新たられ、1985年までに11機iを打ち上げ、実な開発動向を概観し、我が国の測位システ

験を続けた。その後、実用機ブロック

ム開発状況とアジア・オセアニア地区におH、ブロックHAを打ち上げ、軌道上にけるMGAキャンペーンの展開、人材育成

18機iが揃った1993年12月8日に初期運用の取り組み、近隣国の研究活動状況などを（10C）開始宣言がなされ、地球上どこで概観する。

もいつでも100m以下の誤差での測位が可能となった。その後、ブロックHR、ブロッ

クHM、ブロックHF、ブロック皿（2014

電波航法No．54（2012）

一3一

表1
衛星機数

現行衛星数

GNSSの概要GPS

GLONASS

Galileo

BeiDouMEO24機MEO24機MEO30機i4機×6軌道面）

i8機×3軌道面）

i10機×3軌道面）

MEO

27機

hGSO

3機i

GEO
lEO

5機
4機

実証衛星4機

24機

31機

fEO

5機

hGSO
5機
Aジア地区FOC
設計寿命

7．5年一15年

7年一10年

軌道半径26，561km

25，510km

29，980km

27，905km（MEO）

周回周期

12恒星時間i約11時間58分2秒）

ll時間15分40秒

14時間21分36秒

12時間53分12秒

軌道傾斜角

550

64．8。

56D

55。

搬送波周波数

L1＝1，57542MHz@ （10．23MHz×154）

G1＝1，602＋K×

Bl＝1，561．098MHz

k2＝1，227．6MHz

f2＝1，246＋K×

El＝1，575．42MHz
d5＝1，191．795MHz
d6＝1，278．75MHz@@ 0．4375MHz
j＝一7〜24

CDMA

CDMA

（1α23MHz×120）

k5＝1，176．45MHz@

0．5625MHz

a1−2＝1，589．742MHz

a2＝1，207。14MHz
a3＝1，268．52MHz（10．23MHz×115）

FDMA

多重方式

CDMA

測距信号（民ｶ用のみ）

LlC／A：code
bhlp

lO23

rate：1．023Mcps

k2C：511。5kcpsTDM

Gl：codebhip

511．5，

rate：@

511．5kcps

EIA：BOCcos（15，2b）

QPSK

dIB／C：BOC（1，1）

a1：chip

ratecata＋Pilot@

2．046Mcps

d5：AltBOC（15，10）a2：chipbM：10230＋50bps

@

chip

k5：code@10．23Mcps@@

bL：Pilot

bhip

精度

@

SIS

76250，

lO230，

rate：10．23Mcps

RMS

URE

O．9m

SIS

RMS

URE

2．8m

rate：

rate

I：2．046Mcps
Q：10．23Mcps

d6：BOC（10，5）a3：chip

rate

@

@

lO．23Mcps

BPSK（5）7−10m（RMS）

年開始予定）と性能向上を図りながら、進道面に各々4機の衛星が配置されて、24機化し続けている。

で全地球上をカバーして、上空が開けていれば24時間連続的に誤差数mの測位が保2．1．2

GPSの概要証される。軌道半径は26，561km、地球のGPSではシステム全体を三つの部分（セ半径は6，400km弱なので、約高度2万km

グメント）に分割して定義しており、衛星の上空を1／2恒星日（11時間58分2秒）に群はスペース・セグメント、監視システム

地球を一周する。すなわち一恒星日（約をコントロール・セグメント、受信機を含

23時間56分：地球が360度回転する時間）

めシステムを活用する部分はユーザ・セグ

で地球を2周回するので、同一地点で同じメントと呼んでいる。

衛星配置が前日より4分ずつ早く、上空にスペース部分であるGPS群は昇交点経出現することになる。設計寿命は7．5年と度が60度ずつ異なり、傾斜角55度の6軌言われているが、現在最も長いもので23

一4一

JACRAN，No．54（2012）

表2
GPSブロック番号

GPS稼働衛星数

衛星数

打上数（打ち上げ年）

Block

I

0

Block

H

0

9（1989，1990）

Block HABlock HR919（1990〜1997）12

13（1997〜2004）

Block

HR−M

7

8（2005〜2009）：L2C追加

HF

3

2

稼働衛星数合計

31

Block11（1978〜！985）（2010〜）：L5追力H（2013年1月16日現在）

IIF−42013年5月打上予定， IIF−5，11月打上予定
GPS III（LIC追加）は2014年以降（II F l2機打上後）年目に入った古い衛星も使用されている。
すべての衛星が同一の周波数で測位用の電コントロール・セグメントのモニタ局

波を発信していているが、それぞれが異なは当初はOCS（GPSるPRNコードで変調されており、System）5か所（ハワイ、ケープカナベ

CDMAOperational

Controlという方式で受信機での識別が可能となっラル、アセンション、ディエゴガルシア、ている。基準発振器の周波数は10．23MHz

グェゼリン）であったが、NGA（National

で、その154倍の1，575．42MHzがL1帯と呼Geospatial−intelligence

ばれ、民生用に無料開放されている。C／

タ局が追加され、衛星軌道の決定の精度がAコードと呼ばれ、コード長1，024、チッ向上している。

プレートは1．023Mcpsで、周波数スペクト

Agency）の11モニ

衛星に関わる誤差は、軌道とクロックで、ルの主成分の帯域は2MHzである。表1にこれをSIS（Signal

GPSはじめ世界のGlobal測位システム（計ぶが、2001年のすべてのGPS衛＝星の平均

画中を含む）の軌道と信号を示す。

目標値がRMSで6m、2008年のそれが4m

基準周波数の120倍のL2（1，227．6MHz）In

Space）エラーと呼であったが、2001年に1．6m、2010年で0．9m

帯は、ブロックHRまでは軍用のP（Y）コー

を達成している。単独測位の精度の基となド（帯域幅20MHz）のみで、民生ユーザる数値である。モニタ局の追加が効果を発には公開されていない。P（Y）コードはL1

揮しているものと考えられる。

帯にも重畳されている。ブロックHR−Mか2013年1月現在、利用可能なGPS衛星はらはし2帯にL2Cと呼ばれる民生コードが1990年から打ち上げが開始されたブロッ付加され、民生ユーザもL1とし2の二周波

クHA衛星19機iの内9機i、数の信号を用いることができるようになっ

HR−Mが7機i、1［Fが3機i、計31機iが運用

HRが12機、たが、2013年1月現在、GPS10機とQZS1中である。この後はHF−4号機が2013年

機の11衛星のみで、いつでも測位に利用で5月、5号機iが11月に打ち上げが予定されきるわけではない。ブロックHFからは、ている。HFが12機打ち上げられた後に、115倍のL5（1，17645

電波航法

GPSとQZS併せて4機のみである。

MHz）帯にチップレー

ブロック皿の打ち上げが始まるが、2014

ト10．23Mcpsが追加されたが、これも現在年以降とされている。ブロック皿ではしlNo．54（2012）

一5一

帯にGalileo互i換のLIC（BOC（1，1））が追れた。しかし設計寿命が3年と短かったこ加される。表2に衛星数一覧を示す。設計とと経済の停滞により1999年末には9機ま寿命が7．5年にも拘らず、20年以上稼働しで減少していた。その後、ロシア経済のている衛星が存在する。

復興と衛星の長寿命化が進み、2007年末には14機まで復活し、2011年末には24機

2．1．3体制のFOCが復活した。その後、2013年

GPSの近代化

これは、遅れてはいるものの当時のゴァ

1月まで新たな打ち上げは無いもののFOC

米副大統領の1998年3月30日のGPS近代を維持している。現在は5機が軌道上にス

化宣言に従って進められている。その内容

ペアーとして待機している。その間、2007

は「2005年打ち上げ予定のブロックHF

年5月17日の大統領令により公的機関のからし2帯による民生コードの送信と第3

GLONASSの利用が義務づけられた。またの周波数を民間用に追加する。」というも2012年10月18日には、今後15年間のサーのであった。ブロック皿からのLICの追

ビスの無償提供宣言がなされた。

加は、後述のGalileoが送信するBOC（1，1）

を相互運用性のために採用することになっ2．2．2

GLONASSの概要

GLONASSは軌道半径25，510krnで、高たためである。

緯度に位置する国土を考慮して昇交点傾

近代化のメリットとしては

1）3周波数による電離層遅延量の測定

斜角64．8度の3軌道面に各8衛星を配し、

2）3周波数により耐干渉性

計24機でFOCとするものである。軌道

3）送信出力アップによるCN比の向上

半径はGPSより小さく、周回周期は11時

4）長コードによる分離性能向上

間15分40秒である。GPSのL1帯相当の

5）L5（高チップレート）によるマルチパ

G1帯は中心周波数1，602MHzで各衛星の識別はGPSと異なり、スの軽減ての衛星に同一のM系列で、0．5625MHz

6）Ambiguityの高速決定（L2，

PRNコードはすべ

L5のエクストラ・ワイドレーン）

間隔の異なる周波数を割り当てるFDMA方式である。GPSのL2近傍…に中心周波数7）軌道誤差、時計誤差の縮減

1，246MHzにG2帯を持っているが、これはなどが挙げられている。

軍事用で非公開である。2011年2月26日

2．2には実験用に、CDMA信号をG3帯（GPSGLONASS

2．2．1のL5帯近傍）に載せたGLONASS−Kl衛GLONASSの歴史

GLONASS（Global

Navigation

Satellite星の一号機が打ち上げられた。次世代のSystem）は旧ソ連軍により1976年から開GLONASS−K2衛星には、発が開始され、1982年2月にITUに周波CDMA方式が追加され、他のGNSSとの数申請され、その全貌が明らかになった。

互換性が改善されることになる。従来の1982年10月、第一号機iが打ち上げられ、FDMA信号は下位互i換性から継続送信さ1995年末には24衛星でFOCの宣言がなされるとされており、2014年頃から打ち上

一6一

G1とG2にも

JACRAN，No．54（2012）

げを開始するとしている。

2．3

Ga川eo

Galileoは欧州連合で独自に開発・運2．2．3

GLONASSの測位精度用を目指す衛星測位システムを持つべくモスクワ郊外（北緯55．9度、東経378度）にあるIAC（lnformation

Analytical

1999年頃から準備を開始した。2005年12月28日にはロシアのバイコヌール基地かCenter）ではGLONASSとGPSの測位結果を公表している。図1aはGLONASSの

Validation

もので左の円が上空の衛星配置を示す。右機iGIOVE−Bは2008年4月14日に打ち上げの正方形が30秒ごと約1時間の測位結果をられ、テストが続けられた。現在は2011

プロットしている。下の棒グラフは各衛星

年10月21日と2012年10月13日に各々2機の測距誤差UREを示す。仰角の低い衛星

ずつ打ち上げられた10V（Galileo

はUREが大きく出ているのは合理的であ

Validation）衛星4機が実用衛星として軌道る。図1bは同じサイトでのGPSの測位結上に存在し、2013年に6機i、2014年に8機、ら実験：衛星GIOVE−A（Galileoln−Orbital

Element−A）を打ち上げ、二号

In−Orbit果である。表3にGPSとGLONASSの測位

2015年に8機が追加される予定で、2014年

精度を同サイトの30秒ごとの測位結果をに10C、2018年にFOCと予定されている。

用いて比較した。約30分の測位値の真壁

当初PPP（Publicに対するオフセットと標準偏差を求めたも称して、民間の参加を計画していたがビジのである。DOPに大きな差は無いもののネス化は困難との見方から民が手を引き、測位誤差には大きな差が見られる。（図1

資金的に行き詰まっていたが、2007年11のプロットとは対応していない。）

月末にすべての経費をEU予算で賄うこと

表3GPSとGLONASSの測位誤差の比較
（m）

東西

南北

上下

PrivatePartnership）とが決まった。当初は2008年の運用開始を予定していたが、10年遅れることになった。

GPS

GLONASS

GPSよりやや高い3軌道面上に30衛星を

平均

0．11

2．53

配置し、Lバンドの3周波の搬送波で測距信

標準偏差

0．5

182

平均

0．57

一〇．73

標準偏差

α34

0．79

平均

0．17

一1．33

標準偏差

0．81

8．7

号を送信しようとするものである。Ll帯は周波数と変調レートはGPSのC／Aコードと完全に重なるが、BOC（1，1）と呼ばれる変調方式で、GPSのBPSK（1）の周波数帯域のディップにピークを重ねて、GPSLIC／A
信号との干渉を抑えている。相互運用性からGPS皿衛星にはこの信号が追加される予定である。（QZSからはすでに送信されている。）また、E5帯ではAltBOC（15，20）とよばれる測距性能が高い、新しい信号が送信されている。基本的な測位サービスは無料であるが、高精度を求めるユーザのた電波航法

No．54（2012）

一7一

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図1a

モスクワにおけるGLONASS測位結果の毎30秒プロット（2013／01／20）
右端Errorsの値は図中の●の位置

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モスクワにおけるGLONASS測位結果の毎30秒プロット（2013／01／20）
右端Errorsの値は図中の●の位置。 UREの縦軸がGLONASSの図と異なることに注意。

一8一

JACRAN，No．54（2012）

めに有料サービスが計画されている。

見える。その軌道を赤道に対して角度を持たせるとその角度に相当する南北緯度の問

2．4

BeiDou（COMPASS）

を8の字を描くように地球と同じ周期で飛中国では2000年頃から北斗（Beidou）

行する。さらに楕円軌道にすることによりと呼ばれる静止衛星を用いた測位システ

日本上空での滞空時間を延ばすことができ

ムを軍事目的で開発を始めた。BeiDou−1

る非対称8の無軌道となる。（図2参照）ことして最初の2機iは2000年10月31日と、のような衛星を3機減上用意すれば、代わ

2000年12月21日に80度Eと140度Eに打る代わる次々と日本上空に飛来し、いつでち上げられた。3機i目のBeiDou−ICは2003

も頭上からもう1機のGPSとして測位信号

年5月25日に110．5度Eの軌道に投入され（補完機能：GPS近代化後の新信号を含む）

た。2006年には、GPS等と同じように地とその補強信号（補強機能：我が国独自の球を周回するMEOを用いた衛星測位シス衛星だからこそ我が国に適した補強信号をテム構築のアイディアが打ち出され、2007

作成し、送信可能）を送信できる。よって年4月に第一号機を打ち上げ、BeiDou−2のビルの密集した都市や険しい山間部の多い展開を開始した。

我が国では衛星測位の測位率の向上や精度

中国はGalileo計画に出資しており、衛の向上に役立つことが期待されている。「み星測位に関するプロジェクトにはGalileo

ちびき」はほぼ天頂まで飛来するので、準の名前が冠されていた。しかし、他の国の天頂衛星（QZSS：Quasi

システムへの相乗りに飽き足らず、独自のSystem）と呼ばれており、近隣…諸国、東衛星測位システムの開発に踏み切ったこと

南アジア諸国およびオセアニア諸国などでにより、国力の誇示をしているように見えも利用が可能になるので、これらの国々か

ZenithSatellite

る。Galileoから多くを学んだことが推察

らも期待が寄せられ、後述のようにMGAされる。

（Multi

2012年末、14機iにてアジア地域で

GNSS

Asia

Campaign）キャンペー

ンが2009年に開始された。

BeiDou−2のサービスを開始した。

BeiDou2011年9月には、2010年代後半（最近、単独測位でUEREが2．1〜2．4

PDOPが2017年と決定）までに、さらに3機iの追加

mとの報告

打ち上げが決まり、将心的には静止衛星とがある。2020年までに35機iにて、BeiDou−3

組み合わせて、我が国周辺ではGPSに頼をグローバル展開するとしている。

らずに測位が可能となる。

m、2．3、RMS測位エラーで7．0〜9．6

地域的な測位システムとしては、インド
2．5

電波航法

準天頂衛星測位システム（QZSS）

が7機i（東経34度、83度、131．5度に静止衛

準天頂衛星初号機「みちびき」は2010

星、東経55度と111度を通る2つのIGSO軌

年9月11日に、種子島より打ち上げられ道に各2衛星）で構成されるIRNSS（lndian

た。静止衛星は赤道上空に位置し、地球のRegional

自転周期と同周期で地球の周りを周回する

計画しており、2015年には運用を開始する

ため、地上から見ると静止しているようにとしているが、打ち上げはまだ開始されてNo．54（2012）

一9一

Navigation

Satellite

System）を

3

いない。

MGA

図3に2013年1月31ロ13時に東京上空

これまで述べてきたように2020年までの測位衛星のプロットを示す。仰角30度にはグローバルには現在FOCのGPS（米以上でも19機が利用可能であることがわ国）、GLONASS（ロシア）に続いて、かる。

Galileo（欧州）、

BeiDou（中国）が、アジ

弾剤

ア地区にはIRNSS（インド）がフルサー

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ビスを開始し、さらには東アジア・オセア

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図2

組織をマルチGNSSアジア（MGA）キャ
ンペーンと称する。以下に概要を述べる。

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用推進を目的に利用実証の共同研究を推進する枠組みを2010年に立ち上げた。この

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ジア・オセアニア地域のマルチGNSSの利
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地域となる。このような背景のもとに、ア

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世界中で最も多くの測位衛星を利用できる

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テムを含めるとアジア・オセアニア地区が

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3．1

MGAの組織・MGAは運営委員会の下に、ネットワー

非対称8の字衛星（QZS）の地上軌跡

ク小委員会と4つのワーキンググループが（離心率0．075、傾斜角41。）

有り、事務局はJAXAが運営委員会により選定され、務めている。

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図3

2013年1月31日、13時頃の東京上空における可視測位衛星分布（スカイプロット）。

一10一

JACRAN，No．54（2012）醗（ヨ《納奪m藝難『〈）◇c醸附ミ

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図4
運営委員会の議長は、豪州New
Wales大学のChris

MGAの組織図South

国際組織／受信機メーカ／サービス提供社

Rizos教授と安田が務／GNSSフ．ロバイダー等を想定し、参加をめ、各小委員会とワーキンググルーフ．のリーダーとICGの代表が運営委員会の委員となっている。

・Disaster

Mitigation

Working

Group

and

1．BeachManagement

Positioning

Working

野口伸教授（北海道大学）

・ITS

WorkingGroup

4．University

Group

Group

6．AsianAgencyPutra

Malaysia（UPM），

Cheng

Kung

University

TaiwanInstituteofTechnology（AIT）

Thailand

Noordin氏（マレーシア・宇宙局）

7．Chungnam

National

University（CNU），

Korea

MGA参加者としてはアジア・オセアニ

ア地域でGNSSの利活用に関心を持つ組織、例えば：政府機関／大学／研究機関／

No．54（2012）

5．National（NCKU），となっている。

電波航法

Exploration

Malaysia

神武直彦准教授（慶慮義塾大学）
Ahmad

Aerospace

Australia（JAXA）

Sorawit教授（タイChulalong−

Working

Group（BBCG），

University（RMIT），

3．Japankorn大学）・LBS

Building＆Civil

Australia
2．RMIT

加藤照之教授（東京大学地震研）

Narupiti

現在まで、以下の機関が参加登録している。

各グループのリーダーはそれぞれ・Precise

呼びかけている。

一11一

8．SINGAPORE（SLA），

9．The

LAND

AUTHORITY

Singapore

UniversityofNottingham

NingboChina（UNNC），

10．TokyoandRepublic

UniversityofofMarineTechnology（TUMSAT），

11．National

Electronics

Technology

Center

3．2

China

ScienceandComputerof（MOST），

ScienceandTechnology

た。さらに、今年度中に全世界で60局面モニタ局の設置をめざしている。これはマOrganization（NARO），

Japan

ルチGNSSのすべての衛星の軌道と時計のHokkaido

Agriculture
Research

of15．ResearchInstitu㌻e，Tokyo（ERI），

FacultyofCollegetheAgriculture，

of

Japan

Technology

Japan

NationalSpace（ANGKASA），

Agencyof

Malaysiaof

Scienceand

19．Growing

NAVIS（GNAVIS），

20．Malaysian

agricultural

析に供しようとしている。現在、JAXAを

中心にMADOCA（Multi−gnss

Advanced

Demollstration

andinstituteofresearch

and

New

South

Wales

Clock

GLONASSの軌道とクロック誤差を解析

すぐれていることが確かめられている。

マルチGNSS利用実証共同実験

マルチGNSSの効果を確かめるための共同実験を実施する。現在は一昨年の第3回

AOR−WSにおいて認められた次の8件が実Japan

運営委員会の役割は以下の通りである。

・MGAの運営手続きと機能を定義すると
ともに組織規約（Terms

Orbit（MARDI），

Australia

University，

for

Analysis）と呼ばれる解析プログラム

3．2．2

21．University

tool

GAMITなどの軌道解析プログラムよりもEuropeMalaysia（UNSW），

ンターネット経由でデータを収集して、解した結果、世界的に定評のあるBerneseやTechnology（HUST），Vietnam

development

Casterによりイを開発している。2011年一年間のGPS、Malaysia

University

監視を自前のモニタ局群で行えるようにするためである。NTRIPJapan

University（AGHU），

National（TNCT），

22．Keioに現在33局面選定し、一部設置を開始しFood

University

18．Hanoi

Monitoring）

and14．Earthquake

17．

MGM（Multi−GNSS
ネットワークの構築（NECTEC），

Vietnam

13．National

16．Toyama

3．2．1

主としてQZSSの軌道・時計監視のため

Ministry

Research

MGAの活動は主に以下の3つである。

Japan

Thailand12．

MGAの活動ofReference）の管理
・キャンペーン活動の管理行中である。
1．

EvaluationofMulti−GNSS

Agriculturein

Korea，

Sustainable

Resource2．

Precision

Farmingof・マルチGNSS共同実証実験のテーマ選定

tation；RTK−Autoと受信機貸与の調整

Planter；On−the−Go（UPM），

3．

一12一

for

Precision（NCKU），

Korea

Utilization
Oil

Palm

Guided
Soil

ECa

Oil

by

Pla11−

Palm

Mapping，Malaysia

Automated

Rice

Transplanter

JACRAN，GuidedN（瓦54（2012）

by

Using

Multi−GNSS（NARO），

4．

5．

QZSS／GPSBand

Multi−GNSS

Using

UNSW，

Taiwan4．Proposal

RMIT

under

vegetatedusing

multi−GNSS，

Construction
and

L1−SAIF

Malaysia

Compared

5．Improvement

to

and

PPP，

IGS

（AIT），

ExploitingforApplications

8．

Use

Navigational

Assessment，

alld

System

and

and

High

Precision

Their

Method

for

from

with

QZSS

and

rnonitoring

test

city，

govt．

of

GPS

for

with

Malaysia

ofof

Malaysia），

tracking

accuracy

platformfor

information

TTET，

in

JKR（Ministry

Asia

Thailandwithinemergency

Asia

Oceania

messages

frorn

Demonstration，

NTT

data，

Japan
Behavior
Level

High

of

Precision

3．2．3

AOR−WSの運営

アジア・オセアニアGNSS地域ワーク

iAOR−WS）の目的はMGMネッ

GlobalPositioning

ショップ．

Quasi−Zenith

Satellite

トワークを含む現行の共同プロジェクトのThailand

状況や結果の報告、新たな共同プロジェク

System（QZSS），（NECTEC），

これらの成果は2012年12月8−10日に開ト模索のための討論、情報の交換と共有で催されたAOR−WSで紹介され、研究を継あり、事務局のJAXAがSPACの協力を得続することが確認された。

ながら開催している。

同ワークショップでは以下の6項目の実施が追加承認された。
1．

WARTK

test

precisein，enabling

ルンにおいて同年11月21−22日、101名のlandsliding

参加で、第三回は済州島において2011年

Centre−HUST，

11月1−3日、86名の参加で行われた。2012

Vietnam

for

for

NAVIS

年は第四回で、マレーシアのクアラルン

Vietnarn

2．Field

Evaluation

QZSS

LEX

receiver

paddy

Field

MARDI，

in

of

the

Japanese

プールにおいて12月8−10日に開催され、

for

the

Malaysian

17ヶ国136名の参加を得、ここでは前項のRice

Farming，利用実証参加組織からの報告及び2013年

Precisionに向けて新しい実証実験の提案が行われMalaysia

3．Enhancementtioning

第一回は、バンコクにおいて2010年1月
25−26日、195名の参加で、第二回はメルボ

positioning

applications

電波航法

trafαcRegion

QUT

slope

of

6．Identifyingofneeds

Performance

DriverResolution

GNSS

China

of

Estimation

High

for

rnega

QZSS

and

Measurement

for

of

（UNNC），Development

SafetyPositioning

Thailandthelandslide

RMIT

Positioning

Thailand

for

at

Based

signals

Australia，

QZSS−LEX

QZSS

infrastructure，

Melbourne

Signals
DGPS

multiple

Experiment

Australia
ofground（NCKU），

University，
Evaluation

using

Positioning

Signals，in

7．

cultureandUniversity

6．

QZSS，

Japan

Joint

L1／L5

IncludingofsolutionsNo．54（2012）multi−GNSS

posi−

for

Agri一

Precision

一13一

た。

これまでのワークショップの概要は

GNSSの現状紹介、利用実証（各WGにおMGAと連携しながらの国際協力の推進にける、日本のGNSS利用事例紹介等）、応期待が掛かっている。

用開発、計画中のプロジェクトの紹介等で一方、隣i国中国ではBeiDou／COMPASSあった。主にSPAC協力企業が参加し、実衛星測位システムの急速な立ち上げを機に証例等の報告、オーストラリア・アジア地

APSCO（Asia−Pacific域から利用事例等の紹介が行われてきた。

Space

Cooperation

Organization：中国が推進する宇宙機関連合）加盟国の学生に奨学金を支給して受け4まとめ入れ、修士レベルのGNSS教育を2012年

本稿では世界の衛星測位システムの展開

9月から開始した。また、我が国のMGA状況を述べ、MGAの活動を示すことによの中で、MGMとAOR−WSに相当する

り、我が国の海外展開の動きを紹介した。

iGMAS（international

MGAは、マルチGNSS時代の到来に備Assessment

GNSS

Monitoring＆Service）とBADEC（BeiDou／

え、QZSS衛星測位システムの打ち上げを

GNSS

機に、打ち上げ以前の2009年度末に立ちExperience

上げられ、早くも4年目を迎え、マルチ

年夏ら活発な国際展開を開始している。そGNSS時代の到来に向けて着々と準備が進の他、韓国、台湾、オーストラリアでも多Application

Demonstration＆Campaign）を立ち上げて、2012

められている。MGMネットワークの展開

くの大学が参画して、GNSSに関わる研究はアジア地区では発展途上国へのモニタ局を強力に推進している。

設置が必要不可欠で、受信機やデータ端末

我が国のGNSS教育・研究体制創りは緒の扱い、取得データの共有化によるデータについたばかりで、周辺国に大きく後れを解析手法の習得など教育・指導に関わる活取っている。国際貢献を軸にこの動きを加動も不可欠になろうとしている。現在、発速させねばならない。

展途上国の若者のみならず、我が国の将来の衛星測位・地理空間情報社会を牽引す

皆様のご理解とご協力を切望する次第です。

る人材養成のために、位置取得に必要な
GNSS教育、その位置の有効活用に関する
教育、新しいビジネス展開のためのマネー
ジメント教育を組織的に実施できる組織を立ち上げるべく検討会を立ち上げた。その成果として、平成24年度から3年間、宇宙
インフラ活用人材育成プロジェクトが文科省の宇宙利用促進調整費の課題に採択された。さらには、平成25年度の測位航法学
会の事業として、内外の学生・若手の研究者・技術者のためのGNSS国際サマー・セミナー開催の準備が進められており、

一14一

JACRAN，Nα54（2012）ソフトウエアGNSSの開発と周辺
東京海洋大学

久保信明
1

はじめに

についても言及した。参照文献については、

ソフトウエアGNSS受信機のコンセプト

これまで参考にしてきた教科書をいくつか

自体は、10年以上前より存在するが、実列挙した。

際に大学等での研究に役立つようになってきたのは、PCの性能向上にあいまってこ

2

こ数年である。現在では、マルチ衛星マ

2．1

ソフトウエアGNSS受信機の概要
これまでの開発の流れ

ルチ周波数用のソフトウエアGNSS受信機

本研究室では、2001年頃より開発にで、リアルタイムで動作する市販製品が存着手してきたが、本格的に開始したのは在する。一方、メーカーの視点から見ると、2005年忌本学の博士課程に進学した近藤

ソフトウエアGNSS受信機は、チップメー

らがし2Cの信号追尾に取り組んだ頃からカーの開発部隊としては当たり前のコンである。最初は参考文献［1］のMATLAB

セプトであり、PCを使用しないとしても、ソースをベースに開発を進め、現在ではC

FPGA等で様々な条件でのテストを行って言語でも動作している。最近では、JAXA

きたことが容易に想像される。よって、ソ殿との共同研究もあって、マルチ衛星

フトウエアGNSS受信機自体は新しいもの（GPS＋QZSS＋GLONASS＋GAHLEO）マ

ではなく、これまでメーカーの開発部隊でルチ周波数（L1＋L2＋L5）の信号追尾も可しか評価出来なかった受信機の内部処理能となっている。なおQZSSについては、を、一般の大学研究者等が利用できるよう

GPSと信号形式等が同様であるため、ソになったとことが注目出来る点である。

フトウエア受信機上での取り扱いはGPS

本研究では、ソフトウエアGNSS受信機と同様で容易である。BEIDOUのICDもの概要とともに、研究用に本研究室（東京2012年12月末に公開されたため、順次対海洋大学情報通信工学研究室）で開発して応する予定である。本研究室以外でも、ソいるソフトウエアGPS受信機について簡

フトウエアGNSS受信機を利用されてい単に紹介し、その観測データの精度等を評る研究機関がいくつか存在し、その中で価した結果を報告する。擬似距離や搬送波

もJAXAの辻井殿のグループでは、位相の精度を他の受信機と比較して評価す

利用してPLLのロバスト性を向上させる

ることにより、今後の研究でどの程度利用

テーマに取り組んでいる。

INSをできるかのめどをたてることができると考えた。その中で、ソフトウエアGNSS受信機が存在しないと、解析できなかった内容

電波航法

No。54（2012）

一15一

2．2

ソフトウエアGPS受信機

以下に本研究室の1周波用ソフトウエア

GPS受信機の概要を示す。図1に示すよう

こ1立出に、GPSアンテナより受信した信号をフロ

の量ロ

}ルチ翫

アンー

ントエンドでIFデータに変換し、その生
L1＋L2十L5フロントエンド

データをUSB経由でPCにストックする。

高周波処理部、AD変換など

れを図2に示した。本報告では、後処理の解析がメインで、また20−30分程度のデータを解析することを前提としているため、信号の再捕捉や高速化等の処理ルーチンを一I

一Il巳匪lll︑

トウエアを用いて解析する。解析処理の流

一

一

一

一

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一

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一

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一

一

一

一

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一

一

一

一

一

観測データの算出

幽、信号処理（捕捉）

単独測位とDGPS

鳶暮擁（溝駕）ll

RTK（高精度測位）㌔一−一︑︐ノストックされた生データを、PC上のソフ、嘲＿＿閏＿＿＿＿＿＿＿一＿＿＿＿＿＿＿＿一＿一＿＿＿＿＿

図2

本解析処理の流れ

含んでいない。解析の流れは、図2の通り、
信号捕捉、信号追尾、航法メッセージ解読、エフェメリス生成であり、信号追尾を継続

図3に帯域の違いによる相関波形の違いできている衛星について擬似距離や搬送波を示した。左が4MHz、右が10MHzである。

位相の情報を計算することになる。さらにフロントエンド部の帯域を広げることによ

それらの観測データを用いて航法演算を行り、よりシャープな信号追尾が可能になる。

う。本報告で利用したフロントエンドは

また、古野電気製のSQM（Signal

IP−Solutions山郭である。帯域は約4MHz、Monitor）受信機i（電子航法研究所所有）

サンプリング周波数は約16MHzそしてIFを利用して、東京丸の内の高層ビル街で取周波数は約4MHzである。市販されてい得した相関波形の5つのショットを図4にるフロントエンドとして、他にもNSL社示した。これらは、マルチパスによって歪のSTEREOやFraunhofer社のTriband−まされた特徴的な相関波形を取り出していFrontend等がある。これら2つは、サンる。高層ビル街では、直接波よりもマルチ

プリング周波数や帯域を高くすることが可

パス波が支配的になるケースがあることが能で、マルチ衛星マルチ周波数に対応可能

よくみてとれる。

Qualityである。
10ms（NordNav：4MHz）

10ms（lfEN：10MHz）

錐賄倫 蹄鵠磯㈹醐輔嬬診㊨醐駕撚躍轡 弼餌臨晦
窺飾縛
亀酔鍵
GPSアンテナ

爵

高周波部＋AD変換
帯域、サンプリング

繭i藷鰐糖、、

華叢

PCでデジタルの生データを収集

周波数を決定図1

Rawデータの収集イメージ
一1

−0．5

図3

一16一

0

0．5

1

帯域の違いによる相関波形の違い

JACRAN，No．54（2012）

Fl魯ceiveδsignai

コードの先頭を探索することができる。信

i汽dOW汽t◎WRγ◎ky◎（Co搾・8a毛i◎r葦γrian暮毎＝SV8）◎

号捕捉では、ある程度の精度でコードの先

◎ ◎

◎ バリ
5
4 ∩丹︸◎ 9a偏◎

6 O

頭と周波数を捕捉できればよい。ここでのO￡◎⁝慧 ΦヒoOAU◎

周波数とは、まさに衛星と受信機問で生じ

冨
︸

4︷ 2

0 ◎ ◎
◎ 0 魏

一

ているドップラ周波数に相当する。信号捕捉では数100Hzの精度で周波数を探索す

3 Gる。準天頂衛星の実際の信号捕捉例を図5

Ti隣e

図4

高層ビル街の相関波形の代表例に示した。サンプリング周波数が16MHzのため、lms分の信号捕捉で16000個のレゾリューションがある。その16000個の2．3

信号処理の概要

どこに先頭があるかをピークが示していGNSS受信機iの信号処理は、大きく信号る。下の図は、横軸を拡大した図である。

捕捉と信号追尾の2つに分けられる。信号

16000個のうちの2800手前にコードの先頭追尾までできた信号については、航法デーがあることがわかる。

タを取りだすことや擬似距離を計算することが可能となる。測位計算は、品質の良い

35BOOOO91

羅oe韓輌

擬似距離や搬送波位相が存在して初めて精

25㎜u

．
1
層

20e￠3goo．

度が保証されるものであるため、利用者に

1はブラックボックスであるが、信号処理部

lo睦9膨oao嚇帥苗輯榊一m一・＿

き窃舜⑳go︐る。実際に、精度向上に重要な役割を果たo

すマルチパス低減技術については、アンテ
き㎜

o

蹴

iooao

鱒ぴ09

200◎o

，

量
＝
＝毛

ナの特性以外では、この信号処理部分での嚇嚇嚇艸榊戸い丁m汀」、丁」m、r

一分の開発（ノウハウ）が重要であるといえ蕊500ゆOBO讐︻墨紺騨ゆoo麟駐ト

工夫がメインである。

z蹴◎
2000ゆ0蔭0
＝
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信号捕捉

叉㎜｝々鐸一一
一≡

2．3．1

…

響甘甘

℃㍑

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献品㎜

吊粕κ㍑躍

宵

℃

量

信号捕捉の役割は、その名の通り衛星か

1㎜

＝

㎜【〕

ら降り注いでいる電波信号を捕捉すること
磨hになる。電源を入れた瞬間は、事前情報が

z7綴）

z75◎

図5

なければどの衛星が受信できるかもわから

z縁9◎

黛蹴

29BG

信号捕捉の例ない状態である。ここでは、電波に乗って流れている「コードの先頭」とその「周

電波航法

2．3．2

信号追尾

波数」を補足する。GPSを例に挙げると、

信号追尾の役割は、信号捕捉で得た情報

CDMAのため、衛星側のコードのレフ。リ

をもとに、信号を追尾することにある。信カがわかっているため、そのレプリカを利号捕捉と同様に、コードの先頭とドップラ用して相関をとることができる。つまり周波数を追尾ループで継続して追尾でき

Noβ4（2012）

一17一

るように調整する。信号捕捉との違いは、し、二重位相差、DGPS、そして速度情報を追尾する際の誤差をより小さく点にある。

計算することで評価した。この計算では、2コードの先頭は距離に換算して数m以内、つの受信機の電波経路が完全に一致するた

周波数は数Hz以内で追尾する。信号追尾

め、通常消去が困難なマルチパスを含め、受のもう1つの大きな特徴は、位相を追尾で信機の雑音以外の誤差が完全に消去される

きる点にある。航法メッセージ等を取りという特徴がある。実験では、基準受信機出す際にも、位相を追尾する必要がある。

を2周波高精度用のノバテルOEMV2とし

位相は周波数よりもさらに精度が高く360た。評価に用いた受信機はReference用の度の数10分の1程度で追尾が可能である。

OEMV2を含めて4台とした。他の3台は、GPSのL1帯の波長は約19cmであるため、

ノバテルOEM4（2周波）、

数mmの精度で観測できる理由はここにあ室のソフトウエアGPS用フロントエンド

る。図6に準天頂衛星の実際の1相とQ相であり、スプリッターで分岐して接続した。

の値を示した。位相を追尾することにより、Referenceに対する、これら3台の結果を比1相に信号を取り出すことができているこ

較することにより、観測データの精度の評とがわかる。図6の横軸が1相値、縦軸が価を行った。図7に配線図を示した。二重Q相値を示している。

位相差やDGPSを行うためには、必ず基準i局が必要となるため、ノバテルのOEMV2

i

5

歪

ublo）dT、研究｝を基準局とした。他の3台の受信機は全て
歪

P

・

戟@

f

堰@

き

i

母ee馨

比較するためのものである。なお、ノバテ

｝

…i縫

…

ル受信機2台のキャリアスムージング効果

きは100秒と設定した（ループフィルターを

費

一2辱◎9

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i

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…o◎

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醸

エポックの間隔は2Hzとした。

4

｝

㈱
図6

0．01Hzに設定していることに相当）。解析

信号追尾の状況（1相とQ相）

静止データでの評価

2010年5月31日に東京海洋大学の情報通信工学研究室屋上で10分程度データを取得した。データ収集の都合で、10分を2精度評価実験

回取得し、各受信機の結果を比較した。ア

以下の3節と4節では、本研究室のソフト

ンテナ周囲は開けており、この時間帯でウエアGPS受信機で、実際のL1−C／A信号

仰角15度以上に8機の衛星が観測されてを利用して観測データを算出し、それらのいた。8機のうち仰角が43度付近であった精度を検証した結果を報告する。精度を評6番衛星について、擬似距離及び搬送波位

価するにあたって静止データを利用した。

相の二重位相差の結果を以下に示した。な

観測データの精度を正しく評価するため

お、二重位相差の基準衛星は最も仰角の高に、同じアンテナから2つの受信機へ分配

い31番衛星とした。

3

一18一

JACRAN，No．54（20！2）

ε

一〇．94

｛

創
犀一〇・945

酬週

GPSアンテナ

Il

−0・95

e

ソフトウエア㌍
垣一〇・955
ちセモしも

アヰらち

オが

Reference用

瑛羅

GPS用FE蝦一〇．96

118700

ublox

OEM4

4．1

図9

119300119500搬送波位相の二重位相差（OEMV2−OEM4）

0EMV2−OEM4間の二重位相差

図8の擬似距離雑音の精度は1σで4．2

0EMV2−ublox間の二重位相差12．2cmであった。また平均値はほぼ0で

図10及び図11を見ると、120300秒のあった。この値は、2つの受信機の観測デー

直前にオフセットが見られるが、これはタが混在した結果であるが、カタログに示

ublox受信機が時計をオフセットしたためされている擬似距離の雑音精度に近く、実である。また傾きもみられるが、これは上際にその性能が出ていることがわかる。ま記とも関係し、受信機が観測データを出力た、図9の搬送波位相の雑音精度は、1．2mm

するタイミングが基準側のOEMV2の時刻であった。注目すべき点として、両者の差に同期していないためと予想される。これよりわかるように、ちょうど5つの波長分を完全に一致させる必要はないが（受信機の差（19．03cm×5波長＝95．15cm）が見ら問の時計誤差は二重位相差で取り除けるたれた。これは搬送波位相の二重位相差のアめ）、少なくとも受信機から出力する擬似

ンビギュイテイが5であることに相当して距離と搬送波位相等の観測値は、完全に同いる。メーカーでRTKが可能と公表され一のタイミングで出力する必要がある。擬ている受信機については、おおむねこのよ

似距離の二重位相差から搬送波位相の二重うな結果になると思われる。

位相差を差し引くと、4．1項の結果と同様に、搬送波位相の二重位相差のアンビギュ

2循−a50伽4旙

︵ε網畢週棚11e認踵華蟹12

11 87 oo

図8

電波航法119100
GPSTime（sec⊃

データ取得時の配線

図7118900イテイを求めることができるが、雑音が大きいために正確な数値を出すことは困難であった。これは、まさにRTKを目的とする受信機と、RTKを目的としない受信機の差とも言える。なお、ubloxの場合の擬i11 89 oo

119100119300119500似距離雑音の精度は1σで約30．5cmであっ

GPSTime｛sec｝

た。

擬似距離の二重位相差（OEMV2−OEM4）

No．54（2012）

一19一

α

251505152 05152535411

工と、大幅な精度改善出来ることを確認している。これと同様の操作をTrackingルー

0︐プの段階でキャリアエイドDLLとして組．
上

み込むことで、ubloxと同程度の雑音低減

一ε細理三差11 e 鎧 田 奪 遜

確で、後で擬似距離をスムージングする

11 97 oo

図10

11 99 oo120100GPS120300120500が十分可能と思われる。また、図13に見られる傾きの問題は、4．2項の評価でも述「ime｛sec｝

べたように、観測値を出力するGPS時刻

擬似距離の二重位相差のタイミングが、ノバテルOEMV2と比（OEMV2−ublox）

較して100ms程度ずれていたためである。

．

位相の傾きを同じにする必要がある（同一工一タイミングで観測値を出力する）。ソフトZ

ウエアGPSは、未だチューニングを行っ

一
3

oo
97

一

︷ε創馨罎細日e二子爆型頚α

RTKを行うためには、擬似距離と搬送波

図11ておらず、観測データを出力するタイミン
11 99 oo120100120300120500

グを整数秒としていない。

GPSTime｛5ec｝

搬送波位相の二重位相差（OEMV2−ublox）

一15

iE
）

網一20
週

睾
Il

一25

0EMV2一ソフト受信機間の二重位相差

澱一30

図12の結果から、明らかに雑音が大き

華
蟹

e

躍

4．3

酬

一35

いことがわかる。この時のDLLのループ
フィルターは0．5Hz、118700118900

図12

ターは15Hz、また擬似距離を算出する際の理由は、擬似距離算出部が未完成である点とキャリアエイドのDLLを用いていないためと思われる。図9に示すように、PLLから算出した搬送波位相の二重位相︵ε功罪週劇11e麗週爆砥粉

ubloxと比較して雑音が非常に大きい最大

119500

擬似距離の二重位相差羽羽櫨羽囎駆櫨銘櫨銘羽は10msとした。この時の擬似距離雑音のOEM4や119300lsec｝（OEMV2一ソフト受信機）のTrackingループのインテグレーション
精度は1σで約1．72mであった。

119100GPS丁ime

PLLのルーフ。ブイル

69 14
U9 P5
U9 P6
U9 P7
U9 P8
U9 P9
U9 Q0
U9 Q1
U9 Q2
U9 Q3
U9 Q4
11 87 oo1189001＝L9100

119300119500

GPSTime｛secl

差は、傾きを持つが、その精度は擬似距離

図13 搬送波位相の二重位相差（OEMV2一ソフト受信機）

より格段に高いものであった。実際に、1秒毎の搬送波位相値の差分量は、非常に正一20一

JACRAN，No，54（2012）

4．4

DGPS測位結果

4．1項から4．3項で評価したデータを利用して、DGPSを行った。各受信機による結果を下に示した。図14より図16の結果
データの精度を反映したものになっている。それぞれの水平1σは、順番に119cm、︵E︶便主題灘を見るとわかるように、これまでの観測

35．4crn、1．86mであった。これらの結果は、ほぼ観測データの雑音によるものであるた
め、全衛星の観測データの精度を把握するには良い指標と考えている。4．3項でも述

経度方向（m）

べたように、ソフトウエアGPSにおける図15

DGPSの精度改善には、雑音をなんらかの

DGPS測位結果（OEMV2→ublox）

方法で低減する必要がある。

奪

ﾂ鱗

侮幸φ

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傘灘紳

砂秘

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命謹像夢

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Φ触夢

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鱗命寧

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磯鎌豊

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轡砂

母

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︵E︶擢快拠繋︵∈︶但枳憾繋

ｽ

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夢

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命Φ
φφ孚

畷夢

葱冬

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夢夢

̀

Φ

審魯

争

ﾓ
乎

経度方向（m）

経度方向（m）

図14

DGPS測位結果

図16（OEMV2→OEM4）DGPS測位結果（OEMV2→ソフト受信機）

4．5

速度情報結果4．1項から4．3項で評価したデータを利用

して、ここでは、ドップラ周波数からの速度情報を算出した。OEM4とubloxは受信機にFLLが存在することが予想されるため、FLLの出力によるドップラ周波数か

電波航法

No．54（2012）

一21一

ら、速度を計算した。一方、ソフトウエア
母GPSでは、現在FLLを動作させていなかっ轡

たため、PLLで求めた周波数よりドップラ

尊

金

母

φ

㊥

㌶禽孚豊

管

醗

Φ

夢

25一 2−0

夢

急。

5免
ｽ

図17か月図19を見るとわかるように、

亭

尊

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0 2

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5

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5

⑱

帝

夢

③

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ψ

夢

魯

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φ

GPSの精度がubloxよりも良いことがわかる。それぞれの水平方向の1σは2．2cm、

亭

㌶

瀞命》毫

これまでの傾向と異なり、ソフトウエア

5

φ

鴫

疹

砂1齢0．

母

鰹

φ

経度方向（mls）

8．1cm、3．5cmであった。ソフトウエア
GPSでは、

ρ

脅

舎＠ゆ

む

に示す。

φ

㊥

̲∈︶症枳樋その情報を水平方向に分解した結果を以下

夢評疏

ｸ
（切

傘

秘

砂

季

秘

周波数を求め、それから速度を計算した。

速度は地球中心の3一方向で最初に求め、》

図18

P：Lしからの周波数をドップラ周

水平速度結果（ublox）

波数として利用しているため、精度が高くなることは容易に予想される。PLLでの周波数を出力する際のインテグレーションは

501nsとした。

OEM4とubloxはFLLの出力であると予想されるが、ubloxに関して

傘

@

（の

A∈︶但択遡は、最近の高感度受信機の特徴である、精0

度は10cm／s程度で追尾を継続する能力を高めているため、このような結果になった

C、一e

金

傘

難・

診診

鱒砂

φ

食

1

25一 2−0 15一
帯

0．

5

0 2

砂導

と予想される。

経度方向（mls）

図19

水平速度結果（ソフト受信機）

02

05

01

05

℃1

0一2

℃5

む

︵ミ∈︶﹇恒枳蟹

登

5

5

まとめ

本研究報告では、ソフトウエアGNSS受信機の概要と合わせて、ソフトウエアGPS
受信機iのし1−C／A観測データの精度検証を中心に行った。結果は、予想範囲内のもの
経度方向（mls）

図17

水平速度結果（OEM4）

であり、これから改善すべき項目も明らかとなった。特にキャリアエイドによるコー
ドループの改善が重要である。また、本稿

一22一

JACRAN，No．54（2012）

では紙面の都合上で紹介できなかったが、信号処理部の様々なパラメータを変更させることによる観測データへの影響を知ることができた。これはソフトウエアGPSがないとできなかった事であり、今後の融合研究に役立たせたいと考えている。また、

これからGNSSひいては無線通信を学ぶ学
生にとって、このソフトウエアGNSS受信
機は、非常に良い題材になると考えており、
現在学生用の教材を開発中である。

文献（1）K．Borre，

D．M．

Akos，

P．Rirlder，

S．H．

Jensen：DefinedGPSand（2）JalnesofA

Software−

Receiver：Approach，

Boston，2007．

Bao−yenglobalTsui：

Fundamentals

positioning

receivers：aSecondBertelsen，

Galileo

ASingle−Frequency
Birkhauser

NL

software

Edition，

systemA

apProachJohn，

Wiley＆Sons，2004．

（3）Elliott

KaplanHegarty：andChristopher

Understanding

Principles

andEdition，Applications

Artech

GPS：
，

House

SecondMobileCommunications，2005．
（4）Pratap

Misra，

Per

Enge（測位航海

学会訳）：「精説GPS

基本概念．測位原理信号と受信機⊥測位航海学会，2010．

（5）久保信明、「GPS／GNSS国際シンポジウム2003」pp．125−140、2003年11

月

電波航法

No。54（2012）

一23一

準天頂衛星「みちびき」のしl−SAIF信号
電子航法研究所

坂井三富
1

施した。以下、L1−SAIF信号の概要及び当はじめに我が国で最初の実用衛星測位実験を行う

準天頂衛星（quasrzenithsatellite）QZS−1

は、2010年9月11日に宇宙航空研究開発所が整備したL1−SAIF実験：局（LISMS：
L1−SAIFmasterstation）を述べるとともに、技術実証実験の概要を報告する。

機構（JAXA）種子島宇宙センターから打ち上げられ、「みちびき」との愛称が付け

2

L1−SAIF信号の概要られた。準天頂衛星を使用する衛星測位

L1−SAIF信号はGPSと同一のL1周波数システムである準天頂衛星システムQZSS（1575．42MHz）にて準天頂衛星QZSより（quasLzenith

system）の特長の放送され、GPSと同じC／Aコードによる一つはユーザに対する衛星の仰角を高くで拡散変調方式が採用されている（PRN番

きることで、都市部や山間部における通信・号は183〜192、変調速度もGPSと同じ測位に有効である。この性質を利用して広1．023Mcps）。ただし符号化速度はGPSのい範囲にわたるユーザに対して高仰角から50spsに対して500

測位信号を放送することで、アベイラビリ

り、符号化率1／2の畳込み符号が用いられティが高く、かつ測位精度及び信頼性にすているためデータ速度は250bpsとなる。

ぐれた測位システムとすることを目指して

すべてのしl−SAIFメッセージは250ビット

satellite

spsと高速化されておから構成されており、毎秒1メッセージがいる（1）。

QZSSが放送する測距信号のうち、サブメータ級の補強信号であるL1−SAIF

放送される。

：L1−SAIFメッセージには0〜63のタイwith

プが定義されており、それぞれのフォー

function）については、国土交通

マットに従って補正情報が収容される。タ

省の委託を受けて当所が研究開発を進めて

イプ0〜28及び62〜63はSBASと同一のきた。信号形式についてはICAO（国際民

内容であり、ディファレンシャル補正情報

間航空機関）による補強信号の国際標準

は高速補正・長期補正・電離層遅延補正に

規格SBAS（satellite−based

augmentation

分けられ、それぞれ衛星クロック（変化のsystem：静止衛：星型衛星航法補強システ

速い成分）、衛星軌道及びクロック（変化ム）をベースとして、GPSが遅い成分）、電離層伝搬遅延の補正に用（submeter−class
integrity

augmentation

L1信号と同一の周波数にて広域補強情報を放送する。

いる。タイプ52〜60はL1−SAIFで追加し当所では、「みちびき」の打上げ後、初てあるメッセージで、大気遅延補正の高精期機能確認試験に続いて技術実証実験を実度化やQZS自身の軌道情報を放送するた

一24一

JACRAN，No．54（2012）ノ︐めに用いる。

L1−SAIF信号の詳細な仕様は、他の補完信号とともにIS−QZSSとして規定されている（2）。IS−QZSSには、信号形式及びメッセー

ジ内容の定義に加えて、ユーザ受信機側の測定データ

GEONET

処理アルゴリズムも記載される。これは補

国土地理院

正情報の利用手順をあらかじめ詳細に定め

図1

LlSMS

U−SAIF

メンセーソ

QZSS

電子航法研究所

MCS

JAXA

L1−SAr実験系の全体構成ることで補正情報の解釈に関する誤りを防止するためで、GPS

ISやSBAS

SARPsとも同様である。

L1−SAIFはその名のとおりサブメータ級の測位性能を提供するものであるが、IS−

QZSSで定義したメッセージによりこの目
標が達成可能であることを、オフライン試
験などにより確認している（3）（4）。

3

L1−SAIF実験局

準天頂衛星はL1−SAIF信号を放送する

図2

L1−SAIF実験局（LISMS）の外観

機能を持つが、これに乗せる補強メッセー
ジについては地上実験局にて生成し、衛星

タイムに測定データが伝送される。

にアップリンクする。このために当所実全体の構成は、図1のとおりである（5）。

験室に整備したL1−SAIF実験局（LISMS）

Ll−SAIF実験局はGEONETのGPS測定について、概要を述べる。

データを受信・処理し、生成した補強メッ

3．1

信する。このメッセージはL1−SAIF信号にセージをリアルタイムにJAXA
全体構成

MCSに送

LISMSの目的はL1−SAIF補強信号に乗乗せられてユーザに向けて放送され、またせる補強メッセージを生成することであ

同時にL1−SAIF実験局もこれを受信する。

る。生成したメッセージはJAXA筑波宇

当所実験室に整備したL1−SAIF実験局

宙センターに設置されている準天頂衛星の主制御局（MCS：master

controlの外観を図2に示す。

station）に送信する必要があり、商用通信回線によ3．2

L1−SAIFプロトタイプ受信機

り接続している。また、GPS測定データ

準天頂衛星が放送するL1−SAIF信号を

は国土地理院の電子基準点ネットワーク

受信するための装置として、L1−SAIFプロ（GEONET）から取得する。データ配信拠

トタイプ受信機を開発した（図3）。この点である日本測量協会とはIP−VPN回線に受信機は、補強のないGPS信号のみによより接続しており、当所実験室までリアル

る測位結果と同時に、Ll−SAIF補強メッ」電波航法

No．54（2012）

一25一

5
口

︑看臼︒寓

0

①㎝旧旧O

図3

L1−SAIFプロトタイプ受信機
一5−5

セージによる補強処理が施された測位結果

00ffsetを出力する機能をもつ。また、実験局のm

ユーザ測位誤差の評価例

図4

評価・試験に使用するため、GPSアンテ

5

Ea5t，

（濃灰色：L1−SAIF適用前
賢灰色：L1−SAIF適用後）

ナからL1−SAIF信号を受信する以外にも、EthernetポートからTCP／IP接続にてL1−
勘戯勲綴攣翻縦騰繍鰍緩欝劔轟 魯鋤癬

SAIFメッセージを入力し、これを処理さ事前試験の概要

羨

騒律

難

3

ゴ

@

ぞ

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蓬欄選瞬

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ヒ
3

掌

氏賜・き

舜

壱

5

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3．3

瘧]

せることが可能である。

奪伸、

r艦甥争欝，，‡

ｷ躍紺爲蹴総欝織瞬∫

L1−SAIF実験局の動作については、「み馨燐

ちびき」の打上げ前にリアルタイム試験な

灘

㌻

贈繍

竈

Q・・
芋

どにより確認していた（6）。主要な評価結果

@

‡

良

宅

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㌻

ヒ
耳

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ξ

＃

肇

馨

導

一暮

暗

≧

蔓
モ

について以下に紹介する。

呂寧ﾅ一一｝一一｛一・・毒・…

@

曝

図4は、2008年1月19〜23の4日間に纂繍醸繍繍手習《鱗》

わたりL1−SAIF実験局を動作させ、性能

図5 L1−SAIFメッセージ適用後のユーザ測位誤差（ETS一皿利用実験）評価を行った例である。公図には、L1−
SAIFメッセージを適用した場合のユーザ
側の測位誤差を表示してある。具体的にが実施された。当所はこれに参加し、2009

はGEONET高山局（940058）をユーザ局

年2月17〜18日に衛星回線を使用したL1−とみなして評価した結果で、4日間にわた

SAIF実験局の動作試験を行った。

る測位精度は水平方向で0．292mであった（RMS値）。

当所実験室（東京都調布市）のし1−SAIF
実験局からETS一皿実験：用端末装置を用いまた、2006年12月18日に打ち上げられて補強メッセージをアップリンクし、当所た技術試験衛星皿型（ETS一皿＝きく8号）

岩沼分室（仙台空港内）に設置した端末装については、通信・測位技術実証実験のほ置にてこれを受信、Ll−SAIFプロトタイプ

かに、大学や研究機関が参加する利用実験：

受信機に入力する構成とした。本実験によ一26一

JACRAN，No．54（2012）

日︻δU§臼︒噂口器幽験信号の受信を試みた。

735 O O

10月23日09：46〜10：48の1時間にわ73000

たり測定された擬似距離は図6のとおりであって、上段はコード位相による、また下725 00長段は搬送波位相による擬似距離である。

コード位相擬似距離は定期的に約一500300km（光速×1ms）のジャンプを繰り返

三一・…

し三角波のような形状となっているが、こ

一1500
10
Ti皿e pa5t

図6

10．5
IO！10！23 00＝OOUT，

11h

れは測定エポックをGPS時刻に合わせる
ために受信機が受信時刻を1ms単位で調L1−SAlF試験信号による整することによるもので、GPS受信機では擬似距離の測定例

一般的な動作である。

り、衛：星回線を介してL1−SAIFメッセー

搬送波位相による擬i似距離ではこの測定

ジを伝送して正常に動作することを確認しエポックの調整による影響は顕著ではないた。実験結果の例としては、補強後の測位が、測定値が有限のビット数で表現されて誤差が図5のように得られている。

いることからオーバーフローにより大きなジャンプを生じていることがわかる。これ

4

技術実証実験

も受信機の仕様によるもので、特に問題が準天頂衛星「みちびき」は2010年9月

あるわけではない。

ll日にJAXA種子島宇宙センターから打ち上げられ、9月27日までに所定の軌道に4．2「みちびき」による補強実験投入された。その後は初期機能確認試験が「みちびき」の初期機能確認試験完了後、行われ、10月19日にL1−SAIF信号の送信

定常運用の開始と同時に当所においても技が開始された（7）。特に大きなトラブルはな

術実証実験を開始した（8）。

く初期機能確認試験は完了し、12月13日

図7に、技術実証実験に使用した車両のに定常運用に移行するとともに各研究機関

外観及び受信機の搭載状況を示す。実験による技術実証実験が開始された。

用車両には二周波GPSアンテナを搭載し、L1−SAIFプロトタイプ受信機のほか基準位

4．1

L1−SAIF試験信号による距離測定

置算出用の測量用二周波受信機に接続し2010年10月19日に送信が開始された

た。また、アンテナ付近にIMU装置を搭

し1−SAIF試験信号は、

電波航法

IS−QZSSにもとつく載しており、GPS信号を受信しにくい環境

通常のユーザ受信機は受信できないが、当下においても基準位置を算出できるよう配所のL1−SAIFプロトタイプ受信機はこれ慮した。

を受信する機能をもっている。そこで、当予備実験によりいくつかの走行ルートを所岩沼分室（仙台空港内）に常置したL1−

選定したうえで、2010年12月〜翌年2月

SAIFプロトタイプ受信機を利用して、試にかけて3回の実験を実施した。各実験でNo．54（2012）

一27一（a）走行ルートの代表的風景

蕩

し言卯s湿F漁｛宣縫度（中史遡
5≧

4

ぎ、く

驚︶妻嚢涛皆

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・…

擁照⁝

（a）実験車両の外観

三

0

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l§碧婁llll
堅雪x㈱，（b）L1−SAIF補強あり
Gps謝畿熱度（中喪職
5

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4

図7

実験車両の状況

宝嶺紙鍵降処（b）L1−SAIFプロトタイプ受信機

…翫

…

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一一一・・一…

時刻ωゆは4〜5日間程度にわたり走行し、測定デー（c）GPSのみ（補強なし）

タを収集した。走行後には基準位置の算出

図9

中央道での実験結果を事後処理により行っており、これには走行ルート付近にある国土地理院の電子基準点（GEONET）を利用した。

（a）のとおりで、周囲の障害物は少ない。

実験結果の代表例として、中央道及びつ12月14日に実施した実験について、画図

くば市における状況をそれぞれ図8〜9に（b）にし1−SAIF信号による補強がある場示す。技術実証実験の期間中、「みちびき」

合、（c）には補強なしの場合の水平測位誤は実験実施難問帯に比較的高仰角にあっ差を表示してある（同一の15分間）。このた。

例では、補強のないGPSでは1m程度以上

中央道では、郊外の高架道路における実の測位誤差が継続するが、補強情報の適用

験例として甲府盆地付近の平坦なルートをによりこれを0．5rn程度に抑えられること10kmほど走行した。代表的な風景は図8を確認した。

一28一

JACRAN，No．54（2012）

に抑えられている。
二

なお、補強信号を適用することで以上のように測位誤差を抑えることができるが、遮蔽物やマルチパス波の影響により瞬間的に測位誤差が大きくなる事例が散見される。

こうした現象への対策としては、受信機側のブイルタ及び信号捕捉・追尾性能の改（a）走行ルートの代表的風景
しトミ

ド

お

良や、マルチパス除去技術の改善が必要と

くっくばか．：1誌影1：liill：…響墾慰il濠ll；鰯…藍

131：窯；欝㌍1讐1：鷺濃1窯渥◎誉搾∵；等㌘二

考える。

5

L1−SAIF信号のレンジング機能

先に述べたとおりL1−SAIF信号の構i造

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GPS信号と同様に測距信号として使用し茎

憂て擬似距離を測定することができる。帯域の（b）L1−SAIF補強あり

幅も20MHzが確保されているから、￠PS鴻麓精度（つくば2）5プ帰τW年冊鮮肉鴇胃閉腎
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熱と同等の測距性能が期待できる。

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C／A信号と同一であるから、

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（c）GPSのみ（補強なし）

図10

5．1

エフェメリス情報の提供

受信機側でLl−SAIF信号を測距信号として使用して位置の計算に用いるためには、擬似距離を測定できるのみならず、

QZS−1のクロック補正値及び軌道情報を含むエフェメリス（epherneris）情報を提

つくば市での実験結果供する必要がある。このためにし1−SAIF
メッセージの一つとしてメッセージタイプ

つくば市においては、一般道における実てMT）58「QZSエフェメリス」を定義した。

験：例としてつくば市西部の県道を6kmほMT58では、衛星の軌道情報をECEF直ど走行した。図9（a）が代表的な風景で交座標値で表現する。これはGLONASSとあり、低層建築物のほか、架空線や電柱、同様であって、メッセージにはエポック時

看板などの障害物がある。（b）及び（c）

刻における位置・速度・加速度が記載されには12月16日の実験について15分間にわている。受信機側では、数値積分により所たる水平測位誤差を表示してあるが、補強

望の時刻における衛星位置を計算する。

のないGPSの場合に1〜2m以上になる測位誤差が、補強情報により0．5〜0．8m程度

電波航法

No．54（2012）

一29一

MT58を作成・放送するには、補完信号（QZSLIJAXAのC／A）により放送されみ込んだうえでし1−SAIFメッセージを生3成し、これによる補強性能を確認する実験w〆ogzs−1
w／Qzs−1日を行った（9）（10）。補強情報を生成するため︑コρ臼︒乞ρΦの駒旧○にはし1−SAIF実験局にも準天頂衛：星対応

受信機によるモニタ局ネットワークが必要

0となるが、これにはJAXAモニタ局（4局）
から送られてくる観測データを使用した。

ユーザ側の測位性能を調べた結果の例を

図10に示す。評価対象としてはJAXA小
一3

3

O

−3

Off5etLl−SAIF

Ea3t，

金井局の準天頂衛星対応一周波数受信機を用いており、実験：期間は2011年8月18日

m

02：10：14〜23：59：59である。

測位精度（RMS）

激塔Wング

水平

垂直

L1−SAIFのレンジング機i能を使用しないあり

0．636m

0．763m場合と使用する場合の測位誤差を表示してなし

0．674m

0．819mあり、いずれもし1−SAIFメッセージによ

図10 L1−SAIF補完の有無と測位誤差（JAXA小金井局，2011年8月18日）

る補強処理（ディファレンシャル補正処理）は施されている。図中の表のとおり、RMS値では大きな違いはみられないが、ている情報を利用することとした。すなわ

最大誤差については0．6〜1mの改善がみ

ち、L1−SAIF実験局はQZS

られた。

LI

C／A信号で放送されているエフェメリス情報を受信・解読し、これにより準天頂衛星の位置・速度・加速度を計算してMT58の形式に編集

6

まとめ
当所で開発を進めてきた準天頂衛星L1−

SAIF補強信号について、信号及び実験局

する。

なお、この方式ではQZSLIC／A信号との概要を述べるとともに、技術実証実験の：L1−SAIF信号の送信アンテナの違いにより概要を報告した。事前に実施していた各1m程度のオフセット誤差を生じるが、L1−

種実験に加えて、技術実証実験においてSAIF信号のユーザにとっては補強情報にもし1−SAIF補強情報の適用によりユーザ含まれるディファレンシャル補正情報によ測位誤差を改善でき、当初の目標であるサ

りこれは補正されるから、特に影響はない。

ブメータ級測位を実現できることを確認し両信号は同一の信号原子周波数標準をもとた。また、L1−SAIF信号には擬似距離を測に生成されるから、クロック補正情報は同定するレンジング機能があるが、これが有一でよい。

効であることを確認した。

現在は、L1−SAIF信号による補強機i能を5．2

測位実験とその結果

MT58の放送機能をL1−SAIF実験：局に組

さらに効果的なものとするために、GPS衛星に加えてGLONASS衛星を補強対象と

一30一

JACRAN，No．54（2012）

する実験を実施中である。

頂衛星Ll−SAIF補強信号のレンジン

参考文献

発表会、June

グ機能、第12回電子航法研究所研究（1）宮野智行他：QZSSの可能性、日本航海学会GPS／GNSSシンポジウ
ム、Nov．2004．
（2）IS−QZSS，

Version

l．1，

July

2009．

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html）（3）坂井丈尺・福島荘之介・新井直樹・

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論文誌、vol．

〜1306、

J89−B、no．7、PP．1297

etaL：Augmentation

Perfor−July（4）T．Sakai，

2006．

mance

of

QZSS

L1−SAIF

NTM，

San

Diego，

CA，

SignaL

ION

Jan．2007．

（5）坂井丈泰・福島荘之介・武市昇・伊藤豆：準天頂衛星L1−SAIF実験：局の構成、第8回電子航法研究所研究発表
会、June2008．

（6）坂井詠出・福島荘之介・伊藤憲：準

天頂衛星L1−SAIF実験局の性能確認、第9回電子航法研究所研究発表
会、June2009。

（7）寺田弘慈：準天頂衛星システムの状況について、測位航法学会GPS／
GNSSシンポジウム、

Nov．2010．

（8）坂井丈泰・福島荘之介・伊藤憲：準

天頂衛星L1−SAIF補強信号の技術実
証実験、第11回電子航法研究所研究
発表会、June（9）T．Sakai，

2011．

et．

QZSS

L1−SAIF

NewportBeach，

al．：Ranging

Quality

Signa1，10N
CA，

of

ITM，

Jan．2012．

（10）坂井丈泰・山田英輝・伊藤憲：準天

電波航法

No．54（2012）

一31一

2012．

海洋レーダの原理及び海洋レーダの利用による応用分野
国土技術政策総合研究所沿岸海洋新技術研究官

古川恵太
1

海洋レーダシステムについて解説するとはじめに世界の人口の5割以上が海岸から100km

ともに、今後の展開について紹介する（lx2）。

以内の沿岸部に住んでいる現状において、地球温暖化の進行による海面上昇の恐れ、

2

海洋レーダの動作原理

干潟・も場・サンゴ礁に代表される沿岸生

海洋レーダは、3−50MHz帯の短波から態系の喪失、劣化による生物多様性の深刻

超短波の電波を利用して海面情報（流れやなる危機i、2011年3月11日に発生した東波）を測る装置である。1955年に、ニュー日本大震災に伴う大津波による甚大なる被ジーランドのCrombieがその動作原理を害の例を引くまでもなく、海洋環境の情報

示し、1972年に、米国のBarrickが実用化をより多く正確に集める必要性は高まるばに向けた試験機での観測に成功した。日本

かりである。

では、1988年に国内第一号機が郵政省通そうした海洋環境の基礎的な情報である

流れを3−50MHz帯の短波から超短波帯の信総合研究所（現

独立行政法人情報通信研究機構）により開発されている。

電波を用いて20−200km程度の範囲で広域的に測定することのできる海洋レーダは、

環境モニタリング機器として、また津波に関連する情報を収集する防災機器としても有望なものであり、世界中で1970年代
より実験局としての運用がなされてきていた。

我が国でも約50局の実験局が暫定的に運用されてきたが、本格的な運用に向けて、その前提となる国際的な周波数分配を得る

図1

ための活動を2007年以降行ってきた。今24MHz帯の海洋レーダ（国土技術政策総合研究所）

般、国際的な無線通信規則の改訂にむけた

世界無線通信会議（WRC−12）が、平成24

年1月23日から2月17日にかけてスイス・

海洋レーダシステムの標準的な構成は、ジュネーブで開催され、本会議において、

図2に示されるように、制御機・送信機・

海洋レーダへの国際的な周波数分配が確定

受信機・解析機・送受のアンテナ群がらな

した。

る。

一32一

JACRAN，No．54（2012）

まず、送信機で発振した信号を周波数変この反射波には、共鳴した海面波の移動

調し、アンテナに送り海面に照射する。その速度（波固有の伝達速度と表面流速の重ね反射波を受信アンテナで捉え、受信機で受合わせ）に対応したドップラーシフトが生信信号を分離し、解析機に送り信号処理をじる。したがって、そのドップラーシフト

して流れのデータを抽出するものである。

量から推定される速度から、共鳴する海面

現在では、複数の受信アンテナからの信号

波の伝達速度を減ずることで、表面流速のを処理して、方向分解を行うDigital

Beam

推定が可能となるのである。また、散乱共Forming（DBF）方式が主流となっている。

鳴は、照射一受信方向と一致する波によるこうしたシステム全体をコントロールする

直接的な散乱の1次散乱以外にも、種々ののが制御機の役割で、多くは解析機を兼ね方向や波長を持つ波の成分や、二重散乱なてパソコンにより制御されている（3）。

どが上記のブラッグ散乱共鳴の条件を満たす場合に2次散乱として現われることが知られており、波の成分波や方向を推定するために用いることができる。

すなわち、基本的には短波帯から超短波

図2帯域の表面波を利用した無線標定（レーダ）

海洋レーダのシステム例

業務であり、平均的には40−200Wの空中線電力を用いることで、20−200kmの範囲

送信アンテナから海面に照射された電波は、海面で散乱し、その多くのエネルギーの表面流速や、波の情報を収集することができる。

は、前方に伝達され、一部が、後方に散乱される。その散乱した電波は、海面の2分

3

海洋レーダの運用状況の1波長に等しい波長を持つ波により、重海洋レーダは、海面の波と散乱共鳴をしなり合う山と山、谷と谷が重なることによなければ受信信号が得られないので、実海り強められ、散乱共鳴波となり（ブラッグ域に存在する波の波長を参考に、適切な波

散乱共鳴波と呼ばれる）反射波として受信長（送信周波数）を選択する必要がある。

される（図3）。

現在、実験実用化されている短波海洋レーダの多くは、3MHz−50MHzの周波数を用
いているのは、こうした理由による。これは、共鳴する海面の波長に直すと、さざ波より大きく、うねりより小さい50m−3mであり、海面波として比較的高いエネルギーを持つ領域に対応しているのである。

我が国で多く用いられている中心周波数24。5MHzのレーダの例で考えてみる。
図3

電波航法

24．5MHzの波長は約12mであるので、散海洋レーダの測定原理

No．54（2012）

一33一

乱共鳴波が6mである。この位相速度は深変調する必要があり、その結果、変調周波

海波の条件で約3m／sであるから、前述の数の分、その搬送波は周波数方向に広がドップラーシフト量は、流れの無い場合でり、帯域と呼ばれる幅を占有することに±0．5Hzとなる。仮に、30cm／sの流速がなるのである。例えば、100kHzの帯域幅あった場合の周波数の変化量は0．05Hzとを持つ信号は、1．5kmの距離分解ができ、いうことになる。

300kHzの帯域幅を持つ信号は、500mの距

すなわち、流速測定精度は、受信周波数

離分解ができる。

の分解能力に拠ることになる。非常に小さ

しかし、パルス信号は、高調波成分（ノイな周波数の「差」を検知しなければならな

ズ）を出しやすく、エネルギーの送信効率

いので、十分に長い時問（多くのデータ）が悪いという弱点があり、多くは図5に示のサンプリングが必要である。具体の必すような、FMCW（Frequency

要時間は、個別のシステムに依存するが、Continuous

1crn／sの精度で流速を測定しようとするなを送受信を切り替えながら行うFMICW

らば、1ヶ所につき、5−10分程度の測定時（Frequency間が必要と言われている。

Continuous

ITU−Rでは、3−50

MHz帯における海洋

Wave）

Modulated

もしくは、

Modulation

FMCW

Interrupted

Wave）という周波数変調方式が用いられている（3）。

レーダと既存の固定局、移動局との共用

また、海洋レーダを特徴づけるひとつと検討を行った。その結果、海洋レーダ自してアンテナシステムがある。日本で一番身は、地上伝搬波のみを利用しているも大きなアンテナを持つシステムは、情報のの、低周波側（特に20MHz以下）にお通信研究機構の所有する9MHz帯の短波海

いて海上伝搬する場合には、減衰が小さ

洋レーダである。4分の1波長（約8m）をく、等価等方放射電力（EIRP：Equivalent

基準とする3素子の八木アンテナを送信用

Isotropically

Radiated

Power）においてに1列、2素子の八木アンテナを受信用に16列並べている敷地は、海に面して横幅25dBW以下とすることが提唱された。
そうして受信した信号を距離毎に分解す

285m奥行き30rnにもなる（4＞。

る方法として、パルス状の信号を送信する

このレーダに用いられている方向探査技

場合を考えると距離分解能を△rとした時術は、DBFと呼ばれ、全面海域に広く照に、パルス幅tは、伝搬速度（光速）c

射された送信信号の散乱共鳴波を一列に並、べたアンテナで個別に受信し、位相差等の周波数f。を用いて

c≠

情報から各アンテナで受信された信号を方c∠7＝一＝一2 2／1（1）角毎の信号に再構成する大変強力な手法である。同様の技術として、位相器で各アンと表される。この、周波数f。は送信波（搬テナに供給する電波に位相差を設けて指向送波）を変調する周波数に対応する。すな性を持たせるフェーズドアレイ方式という

わち、送信する電波に短い時間のパルスを日本における開発当初の24MH：z帯のレー乗せて送信しようとすると、高い周波数でダが採用していたアンテナ形式もある。

一34一

JACRAN，No．54（2012）

4

海洋レーダの利用

海上設置型の機器では、点としての情報しか得ることができないが、海洋レーダで平4で示すように2局以上の海洋レーダ局が面的なイメージとして全体像が傭鰍的に与重なるようにレーダ波を照射し、それぞれえられるならば、船舶の安全航行に大きくの視線方向流速をベクトル合成することで寄与する追加情報としての活用が期待でき

平面流速分布を得るというのが基本パターる。

嚢

海洋レーダを利用する形態としては、図の？この。ぎs質石，s艘ρ，2醗ヨ

実に多彩な活用方策が実現できる可能性が広がる。

海洋レーダの第一の利点は、時々刻々とゴ

ノ『う変化する海面の平面的な流れを、空間的な

気

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︑3 撫響葦囲を1．5km間隔で1時間毎に計測すること／ノ鎗

画ノ瀞，謙謝，ア，㎞響嚢

波レーダを用いると、およそ30−50kmの範：が騨鞭

触・ミ 轟雛鷺

広がりの中で認知することができるということである。24MHz帯、100W出力の短

・

メぢ
乱が

一鍵

萌し壕︷騰

ンである。そうした観測体制が確立すれば、蟹藪ができる。例えば、湾内の循環が南風が吹

図5平成9年台風10号が引き起こした

くことにより変化する様子や、黒潮が相模海流の渦（情報通信研究機構）（4）

湾を通って東京湾に入ってくる様子などを
その他にも、流速の空間分布情報の二次連続的にとらえることも可能となる。

的な活用法として、現在、浮遊ゴミ回収の効率化への応用が検討されている。東京湾においては、港湾区域外の一般海域におい飲元流速の、

鑑定て、地方整備局の環境整備船が通報や要請

離1難によりゴミ・油の回収を行われている。東京湾の潮流は、10−50cm／s程度であり、仮≦凋丁丁ジに浮遊ゴミ発見の通報があってから3時間

携iによ癒緕一

で現場に到着したとしても、当初の位置か
丁轟

ら1−5km程度移動していることになる。目視にて、5km離れた目標物を再発見する
図4

2台の海洋用レーダで沿岸の表面流速を測定するイメージ図のは、とても困難であるし、海表面に半分沈みながら漂流する対象物を直接レーダで検知する術もない。そこで、海洋レーダで

電波航法

前出の情報通信研究機構の9MHzの海洋流れを推定し、対象となる漂流ゴミの移レーダであれば、台風に伴う100km規模

動経路を予測して追跡するシステム（5）や、の表面海流の渦流化なども連続データとし漂流ゴミが潮目などに集まる性質を利用してとらえることができる。こうした情報は、て、潮目のような海流の特異点を流れの情

No．54（2012）

一35一

報から抽出する技術（6）の開発が行われてつながりを再構築する機会であるかもしれおり、環境整備船の効率的運用に資するこないのである。

とが期待されている。

参考文献

5

おわりに

（1）古川恵太（2012）：海洋レーダ運用の現状と今後の展開．ITUジャーナル，海洋レーダは、それ自体が非常に強力なツールであり、海洋調査・研究、防災・減Vol．42，Nα7，pp．21−25．

災、環境保全、航行安全、海難救護など多（2）藤井智史（2008）：電波で海を観る

くの分野への活用が期待されている。しか海洋レーダの技術とこれからの展開．

し、海洋の流れというのは、環境要素の一

CDIT、24、pp．18−21．

部でしかなく、それに伴って変化する数多（3）土木学会海岸工学委員会研究現況レ

の現象との関連を認識することが大切であビュー小委員会編（2001）：陸上設置

ることを忘れてはならない。すなわち、総型レーダによる沿岸海洋観測、212p．

合的なモニタリングシステム、情報提供シ（4）情報通信研究機構沖縄亜熱帯計測

ステムの構築・整備が今後の課題として挙技術センターWebページhttp：／／

げられる。

www2．nictgαjp／y／y222／okinawa

例えて言うなら、「海の天気図」とでも（5）榊原雅人・根木貴史・諸星一信・小呼ばれるような情報提供システムを目指す

山内英雄（2007）：海洋短波レーダべきである。様々な関連情報を総合して、を活用した浮遊ゴミ回収技術につい海洋レーダの情報が、「海の天気図」として、沿岸技術研究センター論文集、7、て提供されるならば、その情報の活用は、

pp．55−58．

漁業、海運業、資源管理、エネルギーなど（6）片岡智哉・日向博：文（2011）：東京の産業分野にも波及する可能性を持ってい湾における推定ゴミ流入量の水平面る。海洋レーダはそうした情報の核となる

散係数に対する依存性、国総研資料、部分を提供することができるものである。

第627号、15p．

「海の天気図」は、海洋の状態を表す一次データであり、そこから、潮流や海流の状況、循環・滞留の発生、赤潮や青潮といった環境障害、生物のい集・移動といった二次的・三次的な情報を読み解く必要がある。

それは、気象天気図と同様に読み解くのに様々な知識を必要とする情報であり、活用にも気象予報士のようなトレーニングや勉強が必要となるかもしれない。しかし、海洋国である日本において、それは、海洋に関する教育の充実の機会であり、海と人の一36一

JACRAN，No．54（2012）

津波に対するレーダ観測活動の調査（その2）
元日本工業大学教授

渡辺康夫
1

はじめに

に努める。

津波に対するレーダ観測活動の現状と動向について、2011年の報告に続き文献調査した結果を報告する。2011年前報告においては、2004年のスマトラ沖津波のとき、海洋観測衛星に搭載されたマイクロ波

電波高度計によってopen

oceanを伝播す

る津波の海面高度プロファイル及びレーダ

海洋観測衛星搭載電波高度計の津波観
測2．1

Song等の3／11津波における

merging

tSUnamiの観測（1）衛星の観測データ

Song等は2012年越、3／11津：波に対する

後方散乱特性が初めて明瞭に観測されたこ

Envisat、と、並びに2011年東北太平洋沖地震津波の計測結果からmerging（3／11津波）のとき、北海道、紀伊水道、たことを報告した（3）。3基の衛星は図1のカリフォルニア及びチリに設置された短波ように同じ津波フロントのtsunami

レーダによって押し寄せる津波のsurface

を別々の地点で計測した。図1（a）（b）（c）

currentが初めて明瞭に観測されたことをは夫々Envisat、

報告したω（2）。

スと津波の伝播モデルである。黒色の矢2012年の調査結果の内容は次のとおり（ア）衛星搭載電波高度計による3／ll津
波のmerging

印はmergingtsunamiを観測しheightJason−1及びJason−2のパ

tsunamiの発生地点である。

real

time

Jason−1及びJason−2の電波高度計の計測値（cm）で、黒い実線はモデルである。3基

tsunamiの観測（イ）衛星搭載電波高度計による3／11津
波のnear

Jason−1及びJason−2の電波高度計

図1（d）（e）（f）の赤線は夫・々Envisat、である。

detectionのブイージビリティスタディ

の計測値を比較すると、Jason−1の計測値（図le）はEnvisat（図1d）及びJason−2（図lf）の約2倍である。

（ウ）HFレーダによる3／11津波のarrival

detectionのアルゴリズム

ampli且edやseamount（エ）船搭載GPSによる2010年チリ津波の洋上観測

Jason−1が計測した

tsunarniは、津波がocean

ridgeschainsに沿って進むとき、海底のtopographic

refractionによって幅狭い範囲に波高の高い津波がジェット流のよ（オ）津波探知のためのGNSS−Refiec−

うに伝播する現象の一つであることがモ

tometryを応用したスペースセンサ

デルシミュレーションによって認められの研究た。津波の速度は水深が浅くなるほど遅く

重要な論文等の欠落については、今後充実

電波航法

2

No．54（2012）

一37一

なるため、ocean

ridgeの上を進む津波フ

ridge

贋
食
6
撃
㎜
・5
・．
6畢
・・
−匹
−3

ロントはスローダウンする。Ocean

朝魎の両サイドを進む津波フロントは屈折効39。拐

果によってocean

ridge方向にカーブし互いに衝突しながら進む。この結果、ocean

24顎

1aO潤

ridgeでは津波フロントがrnerging（合併）

魎嘲
￨触
15

的∈n咽s直1pa㌶｛5＝皇5）

45

5

怨qN
o

一15

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45㍗1

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雇

…灘濯

15魎

・ゆ』

20S

図1

tsunamimaximum

amplitude（color bar in cm）， and（b）the contours of the tsunami
maximum overlay（blue lines）on thebathymetry（3）』EQ

Merging

図2（a）Model

移⑳N

tsunami，3March

40N

2011（3）

真上の、merging
righttsunamiをキャッチする

locationにrighttimeに位置していたことになる。

し、tsunami

heightの形状はA

shapeを保って、ジェット流のように伝搬する。

Midoceanridgeが津波に対して

waveguideの役割を果たす例として、論

図2（a）に3／11津：波モデルの最大振幅

文に引用されたTitovのスマトラ沖津波のの分布を示す。周辺より振幅が高い細い伝播モデルがある（4）。津波がSouthwest

数本のjetsが特定の方向に進んでいる。図

IndianRidge及びMid−Atlantic

Ridgeに沿2（b）に最大津波波高の等高線（青色）って大西洋に伝搬し、また、Southeast

をbathymetry（カラーコード）に重ねてIndianRidge、示す。津波jetsは夫・々特定のtopographic

East

Paci且。

featureから形成される（黒色矢印）。こる。津波はfar且eldにおいては等方向ではれなく、ridgeによってfocusされ遠方にまでらのfeaturesはEmperor

Ridge

伝播することが示されている。

Ridge（HR）、

Mid−（2）GPS−derived津波モデル

northwest（nwHR）、

Hawaiian

Mountains、

Mendocino

MarshallIslands（MI）、Escarpments（ME）等である。

津波jetsはこれらを過ぎてもなお続き、津波の破壊力が特定の方向に向くことが示されている。Jason−1はMid−Paci且。

Mtのridge及びridgeに沿って太平洋へ伝搬す

Hawaiian（ES）、
Paci且。

Seamounts

Paci且。−Antarctic

Song等は次のステップで津波モデルを導いた。

（a）seismometerによりエピセンターを求める。

（b）国土地理院のGPS

一38一

networkで得られ

JACRAN，

No54（2012）たlandvelocityを収集し、seafloor

1司Ho舵。［憾咽駕睡rnotionを推定する。
（c）GPS−predicted

local

seafloor

motions及びtopographyからtsunarni−sourceq2嚇

energyを計算する。

図3（a）はGPSデータから得られた陸上のhorizontal

displacement（ピンク色矢印）と海底のhorizontal

噸『握displacementの推定値（黒色矢印）である。図3（b）はvertical
謝尋、

directionの場合で、subsidence（緑色）及びuplift（黒色）、並びにSatoのデータが併せて示されている。Song等は2007年以来

齢｛†咋

この方法によって実測値と一致する津波モデルを導いてきた（5）。
踊B・E→

衛星搭載電波高度計の計測値から津波の「surfaceheightデータによる津波

⁝一⁝

！
騒一騒

Sea

華︑

探知
surfaceheight（SSH）データに基響聡

づく探知には、先ずSSHデータからそれ

曜瞳藩繧

．・︷

9日困難

ヒ㎜開川二間h︒〜謹

慮珊

detectionの可能性について報告した（6）。

（1）Sea〆I︐
1ー一ー−III

︻昌

笛

盛

time

⁝

real

田騨

．⁝．．1−．・．⁝．斗﹂．．・

婁に含まれる津波信号をretroactiveに検出
年に、3／11津波に対するnear．漣

探知を試みる従来の研究は、計測データするものであった。Hamlington等は2012

［

「

q齢

﹄躍

︐㍉

早期探知の研究

卿v繭〔姻

ゼ董壁野晒

Hamlington等の3／11津波に対する

▽へ

2．2

以前のサイクルにおけるデータの平均値を取り除いた

且lteredる。その上でmtered（the

Methodof

SSH

データを求めSSHデータとMOST

Splitting

Tsunami）モデ

ヨ日欄1際

鮒・

図3（a）GPS

and

1齪

劉

．1償

horizontal（b）same

but

制

1q4・ε

捌r

displacement，

forverticaI

direction（3）

ルデータについて、（ア）両者の相関値、（イ）RMS比（MOSTモデルデータのrmsに対する且ltered

SSHデータのrmsの比）を求data（過去のサ

創tered SSHデータとMOSTモデルデー
タとの相関値及びRMS比を求める。これ

イクルにおいて得られたSSHデータ）のらの相関値及びRMS比がexceptionalであめる。同様に、historical

電：波航法

No．54（2012）

一39一

5rnin−lagのときで、相関値は0．89、

るか否かによって津波の有無を判断する。

図4はEnvisatのmtered

RMS

SSHデータ（赤比は0．85であった。当該サイクル以外で、

線）、MOSTモデルデータ（点線）及びbest一

0．8を超える相関値をもち、RMS比が1に

趾MOSTモデルデータ（黒色の実線）で近いケースは存在しなかった。このようにある。MOSTモデルデータとmtered

して津：波をpositiveに探知できると報告しデータの間には明らかにtime

SSH

discrepancy

た。

（2）Seaがあるため、両者の相関は低い。このた

surfaceroughness

randomization

めMOSTモデルデータを1min毎にアジャ

testによる津波探知

スト（1agging）して、Godin等は衛星搭載電波高度計から見に対するbest一且tmtered

SSHデータた海面のroughness

MOSTモデルデータを得

variationをレーダた。このようにして赤道から北緯15度の間

後方散乱特性（sigma−zero）のrms及びの計測データを評価する。モデルと実測値zeroが一致する理想的な場合には、1ag

timeはをroughness

variationの強さの指標とし、0、相関値は1、RMS比は1になる。実際にまた、zerocrossingの回数をroughnessはlagvariationのspatial

timeが3minのときbest一事MOSTモ

crossingによって特徴づけた。

rms

scaleの指標として、

デルデータが得られ、相関値は0．72、RMS

2004年のスマトラ沖津波及び2010年の比は1．28であった。Historical

チリ津波に適用して津波の認識を行っdataに対しては、当該観測サイクル以前のサイクルにた（7）（8）。3／ll津波の場合、おいて相関値が0．6を超えるケースは存在得られたroughness

しなかった。

測時のケースに比べてnot

Jason−1の場合には、

roughness
三…i鮎翻s訓；「variationを他の観測時に計測

…

一

開◎・
．

切︳10

艦了㎜

薯・

…

r⁝

1D

嘱⁝

一B凶にF罰閉口S「鋤

signi且cantでするチャンスは1％以下であった（6）。

奄TAvariationは他の観あった。Jason−1の場合は、計測されたbest一打MOSTは動￥1㎝wa5r41桝ロ殖O卸0．45鳶O団r目撃盈四郷啄騙㎞

鮪Envisatから

衛星搭載電波高度計のlatencyの短縮化、津波モデルの改善、historicaldataのpre−computation等を図れば、さらに最近』の津波研究によると、衛星搭載電波高度計

4口

一5

C

ミ｝

｛9

］田コ

図4

15

20

飾

dロ

Envisat搭載電波高度計のfi

OOが1arge，basin−wideeventsを発生後2−3時

ltered間以内に少なくとも1回計測する確率は高SSH、 MOSTモデル及びbest−fit
MOSTモデル（6）いと報告されているため、衛星搭載電波
高度計はopen
real

time

oceanにおける津波のnear

detectionsystemとして期待されると報告した。

一40一

JACRAN，Nα54（2012）

3

HFレーダによる3／11津波の観測＝
Barrick

andLipa等のtsunami

来したと考えられる特徴的な振動波形を示

arrivalし始める。すなわち、（a）波形はどれも似ていて、互いに強い相tlme
3．1Current

velocityパターンの特徴

Barrickは1979年に、津波のwater

関があり、HFレーダによってparticle（or（b）振動の振幅はバックグラウンドレベル

orbita1）velocity

を大きく越える。

（第3章ではvelocityという）を探知する方式のcoastaltsunamiwarningsystemを提案し（9）、Lipa等と共に津波探知理論を進め

3．2

q−factorと津波シグナル

上記の特徴的な波形のパターンに着目した（lo）。3／11津波に対しては、Lipa等は2011て、下記のように

年に日米14基のHFレーダによる観測結果た。q（t）がしきい値を越えるとき、津波シを報告した（11）（12）。

グナルを発する。

q−factorq（t）を設定しq（t）＝C（t）・△V（t）・D（t）
淫5

ここで、C（t）は隣i接3区間のcurrent
婁暮︸詮8

鴇％・

・

、

velocitiesの相関で、三速度とも増加（又．

は減少）するとき100を与え、それ以外

・遷

i三．

5

｛

，

のcurrent

蓼Φ﹀

は1を与える。△V（t）は隣i接3区間の夫々

velocityの変化量を加算した値である。D（t）は隣接3区間の夫々についてcurrent

一5
一2

図5

，
｛》
2
4
τ痛e寳導r沿暮ar頓｛灘鑛eξ輪。騨鈴

Current

velocity

from

Kinaoshicurrent

velocityの平均値からの偏位を

velocityの標準偏差で割って得られた三つの値を乗算した値である。

radar from 2hrs before the quake．
Blue：6−8km；red＝8−10km；black＝10−
12km（13）〔a｝

o）｝ll：：即．

魏麟！

どロ
ll：：：

：：

HFレーダ
一2

で観測された3／11津波のcurrent

velocityのパターンを解析して、tsunami

arrivalsigna1（津波シグナル）アルゴリズムを提案した（13）。図5はキナオシのレーダ（42MHz）で観測された海岸線に直角に進むcurrent

velocityの時間変化で、6−8km、8−10km、10−12kmの距離区間ごとの変化が示されている。3区間のcurrent

velocity

は地震発生から概ね1時間後に、津波が到電波航法

No．54（2012）

一41一

−1

椀me

I「Dm

0

窪

2

−2000

一2

ea「目η目ake｛目OU「S＞

豊
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一雫

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2

肩琳e肋mea曲qu景ke（hours）

｛c｝

，。，論

騨

続いてLipa等は2012年に、，A⁝．︐︐︐鐙幽＝．鋼細．：

20 ?D「1

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『

タ。＿

一2−10

12

㎞e畑e3脚馨ake（目OU∫S｝

図6

一2000

−2一歪012
τi「后e鰍ea繭u蚕ke齢⑱

キナオシのレーダから得られたvelocity
componentとq−factor（a）（b）は距離0−6km、（c）（d）は6−12km（13）キナオシの計測値とq−factorを適用した

結果が図6である。図6（a）はレーダか
ら0−6kmにおける海岸線に向かうcurrent
velocityで、これに対応するq−factorが図6（b）である。同様に、6−12kmにおけるcurrent

velocityとq−factorが夫々図6（c）（d）である。図6（b）の場合、q（t）は地震発生の約1時間後と、その40分後にピークが現れる。図6（d）の6−12kmの場合

図7

は1時間後に強いピークが現れる。q（t）は津波の観測位置（㈲レーダから沖に遠ざかるほどクリアになる。また、津波フローは岸に近づくほど海岸線に平行な方向に転じるため、直角成分が減少することが図6（a）から読み取れる。

現された。

NOAAのreal−timetsunami

model

time

（RIFT）によれば、この船の位置におけ（JST）は、キナオシとウスジリレーダがる津波の最大振幅は第1波のピークで、予夫

測値をmodest

レーダとゲージによるarrival々15：49と15：34、ハコダテのゲージ

maximum

9．4cmと示しが16：32であった。米国西海岸におけるた。GPSにとってこのレベルの外乱は相レーダの津波シグナルはゲージより平均当に多い。このため外乱を除去しSNRを

15分先行した。

改善する方法として、RIFTの予測波形の2012年4月11日にlndonesiaのAcehで第1波を含む初めの60min及び90rninの波発生した震度8．6の地震の津：波は2004年

形に基づくmatched且1terを設計した。2のスマトラ沖津波や3／11津波に比べて大基のGPSで得られたsea−surface

height

変小さかった。Lipa等はPadangのHF

variationsデータとbest一趾ting

adjusted

レーダ（14MHz）によって観測されたこ

Inatched且1ter出力を図8に示す。

の津波に対してq−factorを用いてtsunami
arrivaltimeを求めた（14）。

RIFTモデルと実測値を比較すると、両者は次のようによく一致する。
（a）Tsunami

4船搭載GPSによる津波観測2010年2月27日にチリのMauleに震度8．8の地震が発生した。：Foster等は2012年に、ハワイからグアムに向かって航行中のハワイ大学の海洋研究船Kiloとを報告した（15）。図7に観測位置を示す。

Ship−board

tsunamitime（UTC）

RIFTモデルの21：43に対して、

GPS−

1，一2のbest一趾tingmatchedadjusted

mter出力は夫々21：46、21：42である。
（b）Peak−to−troughperiodRIFTモデルの29minに対して、同様

Moanaの2基のGPSが概ね10cmの津波を検知したこ

arrivalに夫々36min、38minである。
（c）第1波のピーク値

RIFTモデルの94cmに対して、同様

detectionが初めて実

一42一

JACRAN，No．54（2012）

浪、風速等を観測できる。このため、複に夫々12．2cm、10．4crnである。

船搭載GPSは津波警戒に大きな役割

数のGNSSとLEO衛星をconstellationにを果たすと期待される。例えばVOS

構成すると実質的にmultibeam（Voluntary

Observing

Ship）

成され、広範囲の地表を密に走査できる（Shipboard

Automated

MeteorologicalandOceanographic

がSAMOS

System）を備えてネッ

トワークを組むと、航行中のこれらの商船群が低価格で大規模な津波探知システムを実現することになる。

wide

radarが構

coverage能力をもつため、津波探知やリモートセンシングへの応用が期待される（16）。

さらにGNSSはGPSからGLONASS（ロシア）、Galileo（EU）へと発展増加している
こと、さらにQuasi−Zenith

Satellite

System（QZSS、日本）、Beidou／COMPASS（中国）鱒、』肩麟A㎡v認…．

i：

む

喜

＿＿＿＿＿

塁

ジ

．

ワドリ

Navigation

Satellite

的ローコストであること等から、GNSS−R
を津波の早期警戒に応用する研究が行われ
ている。

⁝3
一2

曲の

⁝2

㍗3

⁝o

噛ヨlll二謡曲葡Regiona1

化されていること、しかもLEO衛星が比較

・⁝

一劃

・30：

ロリロ

．︸噸︑

「『∵

一卑。・

s

System（IRNSS、インド）がスケジュール

饗

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ロロ

及びlndia

i

⁝一

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∴層 騨レ翫﹁・艶
⁝0
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曲3
．鋸・＾⁝

』

SO

勲⑰癖．o腰アF麟2鱗a｛田。｝

図8

GPS sea−surface height variations
and best−fitting adjusted matchedfi5lters（15）GNSS−Rを応用した津波探知の研究

5．1

GNSS−Rを応用した津波探知研究の経緯

図9Martin−NeiraのPARIS

concept（16）（1）GNSS−Rの特徴

近年、リモートセンシングの分野において測位衛星（Global

Navigation

Satellite

System：GNSS）の地表反射波を利用する（a）GNSS−Rの解説：IEEE

技術（GNSS−Re且ection：GNSS−R）が注目さRemoteれている。図9のようにGNSS信号の受信

15−21，March

機iをLEO（lowEarthorbit）衛星に搭載

し、GNSSとともにbistaticradarを構成

すると、反射点が陸上ならばsoil

moisture

等を観測でき、海上ならば海面高度、波

電波航法（2）GNSS−Rの主な解説文献

No．54（2012）

一43一（b）Passive

metry

Sensing

Geoscience

SocietyandNewsletter，2006（17）reflectometry

andinterfero−system（PARIS）を応用した

津波探知のフィージビリティスタディ
の最終報告：Starlab，June

2005（18）

（c）GNSSのremote
Advancesinsensing応用の動向：
Space

Research，47，

1645−1653，2011（19）とGNSS受信機iがbistaticradarを構成す

ると、反射点の高度は直接波と反射波との行路差と仰角から幾何光学的に求められ（d）GFZ（ドイツ地球科学研究センター）る。

におけるGNSS−Rを利用した津波探知
活動の紹介：IEEE

IGRASS暴

2010，3047−

馬．73050（20）（3）津波探知に関わるGNSSRの研究論文（a）1993年とoceanMartin−Neira：PARISの概念
altimetry応用の提案（16）（b）2001年

Martin−Neira等：PARISの：地上実験（21）（c）2002年

Lowe等：航空機によるGPS

図10

PARISの海面高度計測の原理図（17）（2）

lso−range（or

電波の海面反射波計測（22）（d）2002年Rius等：PARIsの航空機実
験（23）delay）Iines

送信機、受信機及び反射点の位置を図（e）2005年

Gleason等：LEO衛星によるGPS電波の海面反射波計測（24）（f）2005年

Martin−Neira等：PARISを応11のように置く。ls（買angelinesは直i接

客と反射波の相対delayが一定な点の軌跡
で、送信機と受信機を焦点とする楕円体面と地表とのintersectionで与えられる（16）。

噛した津波探知の提案（25）（26）（g）2010−2011年Stosius等：GNSS−Rによる津波探知シミュレーション（27）（28）（h）2011年前Martin−Neira等：in−orbit

demonstration（10D）用PARIS受信

送信機が受信機の頭上にある場合、isO−
range

linesは同寸右上のように受信機直下のspecular

re且ection

point（幾何光学上の反射点）を中心とする同心円になる。送機の報告（29）

信機が受信機の斜め上空にある場合、同図次節以降にこれらの研究の概要を述べ

右下のようにspecularpointは送信機方向にシフトし、この点を中心に閉る。

じたiso−range

5．2

re且ection

1993年Martin−Neiralinesが形成される。

PARISの提案

ISO−delay

Lines（1）PARIS海面高度の計測原理
Martin−Neiraは1993年にPassive
andInterferometry＼＼！ノ

Systern（PARIS）

〉
2

Tx

altimetryへの応用を提案Pした（16）。PARISの海面高度計測の説明用

緊』

εap幡
に、ここではRufαniのcoastal

altimetryの原理図を紹介する（17）。図10のようにGNSS

aヒzeniヒhらの概念とocean

覇卓函一釈電K臼

metry

Refiecto−

Tx
Space

図11

一44一

Re据尻b

20

廼，（制ais．

Fraiモce，27」28

1so・delay

at

ノ

@Nミー

arbitraryebvaヒ紅or㍉

Cd2〔き質line（Space

Reflecto

2011）

JACRAN，No．54（2012）

（3）lso−DoPPIer

Iinesの直接波と反射波とのdelay差は、両出力送信機、受信機、反射点及びこれらの速信号のleadingedgeの位置で比較する。

度ベクトルを図12（左）に示す。直接波の経路のドップラー周波数と、反射波の経路

5．3のドップラー周波数との差が一定な点の軌跡がiso−Dopplerlinesである。送信機の高2001年Martin−Neira等PARiS地上実験（1）実験概要

度が受信機よりはるかに高いとき（GPS及GPS受信機を図13（上）のように海びLEOの高度は夫々24，000km、700km）、

上のブリッジに配置して、直接波と反射

また、地表を平面と見倣すと、is（｝Doppler

波を夫々のアンテナで受信し、直接波

linesはSARと同じようにhyperbolic関数に対する反射波のdelayを計測した（21）。

で与えられる。送信機及び受信機の運動はGPS信号はLI既知であるため直接波のドップラー周波数

157542MHz）。

は計算で求められ、受信機における信号処（2）海面高度計測のための信号処理

理の段階でこれは差し引かれる。

C／Aコードである（L1は基本的な信号処理は、受信機サイドでGPSコードのレプリカ（clean

Iso−DOPρ垂erreplica）をLi薩es

生成し、これをIFにup−convertし、さらyにGPSの運動に従ってドップラー周波数
蟹rをプラスし、最後に反射波信号とのcross−

，

プ

x

correlation処理を行って迷彗。瓦7・巴も

図121so−Dopplerline（Space

Reflecto

2011）

replica−re且ectedsignalを得る。同様に直接波信号に対してもsigna1

replicadirectを得る。両相関波形のチップ差（時間差）よりdelayを求める。

（3）計測結果

海面の反射点とiso−range

lines及び

直接波及び反射波の夫々の相関出力を図

linesの関係をまとめると13（下）に示す。波高計測値のrmsエラー

図12（右）のようになる（16）。Specularは3．3mであった。これは計測位置と反射

re且ection

pointからの反射信号は真っ先に点の距離が短く、直接波と反射波の経路差

受信機に到達する。反射波信号のうちドッが。／Aコードの1chip以下であったこと

プラー周波数がゼロのときの信号を取り出等のためである。実験結果よりC／Aコー

し、その時間特性を見ると、先ずspecular

ドの10倍の速度のPコードを利用すれば、

re且ection

また、相関値のピーク位置を特定するため

iso−Doppler

pointからの信号が来て、続いてiso−DoPPIerが0のラインと最初のiso−の趾tingrange

30cm程度にすることが可能である。

lineとの交点からの反射が来て、続いて次のiso−range

lineとの交点からの反射信号が次々に到来する。高度計測の場合

電波航法

No．54（2012）

一45一

mode1を工夫すれば、エラーをび反射波信号とのcross−correlation。

（b）Time

D三1㏄t戯騨蕊

resolution：従来の10倍の50nsに向上。
（c）Cross−correlationtime：従来のlmsか研翼鯉箒17』2購

霧1

i繍綱

P

ih。♪

漁ll

ら125μsの任意の倍数値。

（d）C／A−code及び10倍速度のY−codeの処理能力。
（2）反射波のdelay−Doppler

waveform

C／A−codeの時の反射波のdelay／

N、A欝．
鰍．

、iコ日

Doppler

waveformを図14に示す。横軸

斜1ミ網4；償癒V獄IO雛瑞63。

はドップラー周波数、縦軸はdelayであ｝…評檜…「……1……

二……∵旧…

る。反射波の強度は反射点の座標（delay、

1ヨ／ぞllllllll

Doppler）上にカラー表示される。ドッ

齢卿…

プラー周波数が0の軸上でde玉ayに対する反射波強度の変化を見ると、反射波強度はrising
ノ lノ

な・＝

edgeにおいてシャープに立ち上がり、tailでは尾を引いている。

ヘ
ヤ

三忍野躯這

edgeは最初に到達するspecular

Risingreflection

pointからの反射波によって形成されるためシャープになる。そのあとnonspecular

繍

辮

亀

㈱

襯

獅

禦

欝

pointsからの反射波が重畳して到達するためtai1の尾が形成される。尾の｛）穆回りi殖罰麟3鑛

図13

re且ection

地上実験構図及び海面高度計測値（21）長さはspecularreHection

point周辺の、風によって電波が散乱される領域（glistering

5．42002年Lowe等航空機によるGPSzone）についての情報を与える。

Y−codeの電波の海面反射波の計測：delay／

寧

waveform

Lowe等は海面高度計高精度5cmを目標にdelay／Doppler

mapping

receiverを開発し、航空機に搭載してGPS送信波の海面反

警

無鴇−・

DoPPIer

琴

灘

射波を計測した（22）。

（1）開発したレシーバの特徴（a）SoftwareGPS

receiver：（ア）GPS信号のPRN（pseudorandom

number）及びドップラー周波数をもつモデル信号の・灘薄脚：盤冨衛瀞

蛾

鉾削臨嗣軋蹄冗棘

図14

C／A−codeの反射波のdelay−Doppler
waveform（22）生成、（イ）モデル信号と直接波信号及一46一

JACRAN，

No54（2012）

場合、risingedgeはよりシャープに、またtailの広がりも一層顕著に現れる。
（3）Bistatic

synthetic

aperture

信号処理プロセスを図16に示す。入力サ

surface

ンプルデータに対して、受信機で生成されるC／A．cordとドップラーシフトをもつレ

Imaglng
delay／Doppler
salinity、（2）信号処理

waveformによってocean

ice等の分布をモニターできる。

陸上の場合も計測し、soil

moistureをモニターできることを示した。このようにGPS

プリカと相関処理（coherent

integration、

積分時間lms）を行い、次にcoherent
integrationの出力を積算（noncoherent
summation、最大積算時間1s）する。

の反射波の利用によって海洋及び陸上の新しいremotesensingが期待される。

双∫）

勧ε6漁9
s隅延

5．5

2005年Gleason等c◇血￠毘雄τ

LEO衛星にLゆ虞d・■風魁欝ig亀尉

図16

よるGPS電波の海面反射波の計測＝
delay−DoPPIer

蝕．o㎞
卿㎞蔵91ヒ奪u5￥恥u贋乳c〜蕊。ロ11座

c遡層

受信信号の相関処理図（24）map（1）実験内容

ユ．噂

Gleason等は高度700kmの極軌道のConstellations

Disaster

Satellite）にGPS

パラメータとして、反射波のdelay波形
及びdelay−Doppler

signal1

四ア5罰

mapを計測した（24）。

．i乱

計測地点を対象に、風速及びPRN信号を

1

受信機を搭載して、図15のように複数のユ

Monitoring

Kingdom罫言縣喜可暫O

UK−DMC（United

珊

病

㎜

79爵

日ほ⑪

即sc映｛沁dヨFl贈1戯醇｝

図17

反射波の相関出力
Wind：9−16m／s；Model＝13m／s．
Coherent integration time及びsummation

timeは夫々1ms及び1s（24）（3）実験結果

反射波の相関出力特性を図17に示す。
Bistatic
ocean
sea

図15

太平洋で行われたLEO衛星によるGPS電波の海面反射計測位置（24）radarのZavorotny／Voronovich

scatteringmodelに風速13m／sのconditionを適用して得られたmodel−

generatedwaveformが併せて示されている。Fittingmodelは実測値とよく合致しているため、モデルから海上の風速を推定
できる。

電波航法

No．54（2012）

一47一

5．62005年Martin−Neira等

PARISを

4a．7
㌦

long

term

PARISコンセプトによるGNSSの海面反、＝転・一……み燕．繍；

4a．4

憂…

ｨ

戟@

煤@

羅囎
駕蕊＝

4ア，9
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7

、41、ε

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…

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i

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4含．噛

轟毒

42，2

4唱冒，，

嵐庶

42r3

一

42，4

由t垂酬臼個剛r恥鱒

射波を利用することを提案した（25）（26）。

図18のデータは提案根拠の一つで、

鶏

4・醗盤｛

1、麗

41

；

；

二

1
@

⁝ ⁝

coverage能力をもつ津波探知方法として、

轣@

i

⁝﹁ ⁝
罎5 F；

験（23）及びGleason等のUK−DMC衛星実、

1灘PARISの提案（16）、Rius等のPARIS−Alpha航空機実

and

＝

【

−、

／

Martin−Neira等は2005年に、

43、5

触．

騨再拶！旨

4a石

験（24）等を踏まえて、globali、＝@応用した津波探知の提案

図18

PARIS義lpha航空機実験（25）（26）

PARIS−Alpha航空機実験において地中海
Cost

集中する地域を1時間以内のrevisitでBrava沖の上空1000rnからC／A及びPコードを用いて海面高度を計測したデー

タである。この海域では海底（Palamos

カバーできる。
（d）10−PARIS

satellitesのconstellationにCanyon）のトレンチが海流を擾乱し、よって、津波発生後45分以内の警報にmean

必要な津波探知を実現できる見通しがsea

leve1は100kmにわたって30cmのdipが生じている。この海面高度のプロある。システムの主要課題はreal

ファイルはopen

on−board

oceanを伝播する津波をシミュレートしていると見倣されている。
実験では海面高度の変化をフォローする結

processingとdata

time

downlink

である。

（e）広い海域をsynopticに観測するため、津波の早期警戒にとって重要なfalse

果が得られた。

提案の構想は次の通りである。

alarm

rateを低くできる。

（a）PARISのティピカルな高度分解能は5−10cm、距離分解能は20−50kmで、こ5．72010−2011年Stosius等GNSS−R

れは波高30−60cm、波長100kmクラスを応用した津波探知シミュレーションの津波を探知識別できる性能である。

（b）PARIS受信機に12本の独立したtracking

beamを持たせ、複数地点の波高の同時計測能力をもたせる。

（c）PARIS衛星は複数のGNSS（typically
6GPS

and

6

Galileo）の直接波及び反（1）研究の背景

2004年のスマトラ・アンダマン津波のあと、GITEWS（German−lndonesian
TsunamiEarly

warning

System）プロジェ

クトが立ち上げられた。この中で次世代津波探知システムのfeasibility

studyが行わ射波を受信することにより、1000km

れ、GNSSとLEO衛星のconstellationによのswathが可能になる。このため、る津波探知能力が分析された（27）（28）。このス

10−PARIS

タディが採り上げられた理由はGNSS−Rを

inclination

satellitesのconstellationを450の軌道に配置すると、緯度450Sから450

Nの間の人口が最も応用した海面高度計測技術が革新的である

こと、1993年のPARISの提案以来実証研

一48一

JACRAN，No．54（2012）

了

7層

属

75

8◎

95

90

95

モG（1

窪◎5

で像0

図19

妻麿為◎α2（b）GNSSの基数はEUのGalileoが運用さ蟹﹂鶴滑L＿⊥⊥⊥⊥⊥」
70

め麹gi惣de

れている。

藩

z︑鈴ノ

噸

熱翻霧魏懲霧5−記、一．

（PARIS−10D）の開発が進められてい

5

f5一郵C

書コ蓬邸⁝

demonstration用のPARIS海面高度計

ぬ ゐ0（a）PARISの次のステップのin−orbit

轟』

Φ9聖目愚︒の㌦欝藩

15る。この計測精度は17cmと見積もら

講総

」

5

黛1

証，、

の利点があるため等であった。

である。

■叩

貯…明

パッシブ計測であるため比較的ローコスト

Stosius等のスタディの前提は次の通り

■乳｝

総欝弓静

さ

2協 ミ び ゆ薦究が重ねられてきたこと、及びGNSS−Rは瓶

スマトラ沖津波のシミュレーショ
ン＝地震発生1時間後（28）れると次の10年間に80基を越える。

（c）GLONASSは2010年に完成する見通しであるため、これも利用できる。

angleをもち、イー

ブンに配置されるcircular（2）2004年12月26日スマトラ沖津波に対する探知シミュレーション

GNSSとしてGPSだけを利用するケー

orbit

shift

地震発生1時四民の津波のシミュ

planeに均一に配置される衛星数。

F：隣ii接orbit（a）津波のシミュレーション

orbit

planesの数：。

T：circularス（28）を紹介する。

planeの衛星とのphasefactoro

例えば18／3／1constellationは、レーション結果を図19に示す。黒色の・3円軌道面に均一に配置される衛星が楕円形は津波の広がりで、この内側で18基。すなわち、T／P＝6であるから各探知を試みる。

円軌道面の衛星は6基。

（b）高度計の感度20cmと仮定する。

・同じ軌道にある衛星間の角度は、3600／
Sea

roughnessや電離層等の誤差要因があるが、これらは考慮しない。

高度は20，200km。

Walkerspatial（e）LEO

Fの記述は省略

constellationのシナリオ

18／3、（d）LEOの高度及びconstellation

optimurn

・隣…接軌道の衛星との位相差は、F＊3600／

できる。

GPSの運用基数は当時の24基。

高度は900km。

（T／P）＝600。

T＝200。F＝1のとき、（c）GPSの高度及び基数

電波航法

P：同じinclination

24／8、

36／6、

48／8、

81／9Q

（f）探知確率を図20に示す。18／3のとき、Constellation

地震発生の15分後に80％の検知確率

coverageを与えるを得る。確実に検知となる時刻は53分

constellationとする。

Walker後である。48／8の場合、確実な探知はconstellationの構成はT／P／Fで表さ

15分後であるので早期警戒に必要なれる。

15分の時間を満たすことができる。

No．54（2012）

一49一

管劔3

248

翼髄
蓄齢
蚕麗

3馨給

43譲

釧〜§

婁鱒

選

馨2撫
絡3｛｝尋5｛薫）

甑鱒獺擁

図20

誉s麗葡欝

曇熱鶴瞬総｝

総30奪s鱒

裕30轟蚤6馨

嘩53《｝毒藝慧韓

舞熱曝幽無｝麦蜘纏幡畦

伽e至撒i纏探知確率．LEO＝18／3；GPS：24
as on 26 Dec．2004；detection
height＝20cm（28）582012年Martin−Neira等PARIS−10D
現在in−orbit

demonstration用のPARIS

海面高度計（PARIS−10D）のcriticalbread−

boardの製作が進められている。図21はシステム概念図である（29）。設計の大きな特徴の一つはinterferometric

processingである。直接波と反射波間のdelayを計測するとき、従来はGPS信号のclean

replicaを用いてcross−correlationを行っていた。

図21

10Dでは受信される直接波そのものを用（U）PARIS−10D

concept

typica［Sampling

characteristics（29）and（L）

いて反射波とのcross−correlationを行う。

この信号処理によってGNSSの広帯域周波

表1

PARIS−10D及び運用システムの予測性能（29）

数特性のコード信号を利用でき、高速度
のchip

rate

o，e蘭。謝1◎9

cordの相関が可能になり、直縛eig為tA㏄ロra町。胸鴛Ok海β絵3㈹華，経e喧鍵Aoc纏職cy

翻＝8α鰍賠

早g1G◎蜘、￠溝3◎聡i，

P凄ra撮e毒er@

接波と反射波間のdelayを精密に計測でき

鵬網㈹n掘。給eβ照Spe￠裟le

歪2，5徽
9．ア㎝

る。高度計側の精度に及ぼす電離層等の影響を分析して、PARIS−10D及び実運用型
高度計の推定性能を表1のように示した。

魏調5鋒。㎞
4．2G殖

4．8鱗（2盲eu磯deslono＄pher㊤R徳ue嚢。繍

了n5賛。s鋤㊧r釧We掬麟D切

5c笛

2cm

εi戯ro囎騨曲。

2（遡2繍

s矯w偲s581犠s

2q期

2e瀞

Orわi宅

s鶏r晦

2α舞

喋7翻嚢

75C窃
o5弓ma鵯ad齎Bias↑a繍鴫s融垂ght

Aooロ禰￠ye13c田a欝欝r

GNSS−Rの研究とは別のコンセプト段階のスペースセンサとして、高度20−100kmのnear−spaceにplatform／sensorを置く
NESTRAD（Near−space

TsunamiRadarの構想（30）がある。NESTRADは地震が起きてから僅かな時間に、例えば20−30分後に沿岸を襲うnear一且eld

一50一

tsunamiを早期に探知

JACRAN，No．54（2012）

するためのレーダセンサシステムである。

レーダのターゲットシグナチャは津波によって引き起こされるradar（RCS）の変化（tsunami

cross

sectionshadows（7））でが期待される報告がなされた。

HFレーダの分野では、3／11津波のparticlevelocityのパターンから津波の到来を知らせる津波シグナルのアルゴリズムdB）は完の提案と、3／11津波及び2012年のインド

全に理解されていないが、津波のorbital

ネシア津波に適用した結果が報告された。

ある。このRCSの変化（afewvelocityが海面の風速にmodulationを与え2010年のチリ津波のとき、太平洋を航waveに擾乱が起こ

行中の船に搭載されたGPSによって伝播されるためと考えられている。Tsunarni

する津波が観測された。船搭載GPSによるため、short

surface

SAR、る津波の洋上観測は初めてである。この結radiometryによって遠方か

果は津波発生海域のシップレーンを航行す

shadowsを探知標的にする利点は、
scatterometer、

shadows

る無数の商船がローコストの津波センサをの伝播速度は他の現象の速度と明確に異な搭載してネットワークを組むことによっるため、津波の識別能力を高められる点等て、大規模な津波sensor

である。

構築できることを期待させるものである。

ら探知できること、及びtsunami

NESTRADのシステム構想は次のとお

infrastructureを津波に対するスペースセンサとして、
GNSS−Rを応用した研究が進められていりである。

airship高度る。これはLEO衛星に搭載したGNSS受

quasi−geostationary、無人、自信機iによってGNSSの海面反射波を受信し（a）Platformのstratospheric
20km、て、津波の海面高度を計測する新しい探知

立動力。

（b）Sensor

Cradar（real（c）Coverageband（5GHz）phased
aperture

Disk

radar

diameter

or

array

方法である。GNSS−Rは新しいリモートセSAR）．

ンシング技術としても注目されている。また、tsunami

1000km．

shadowsをターゲットに津波を探知する構想も報告されている。

6

おわりに

今後も津波に対するレーダ観測活動の調査

3／11津波に対する衛星搭載電波高度計を継続するとともに、レーダの視点から海の観測によって、津波の波高がsea

ridgeに沿って増幅した状態で伝播するtsunami

外における津波早期警戒システムへの取り組みについても調査する。

merge現象が初めて確認された。ジェット流の進む方向に位置する沿岸部にとって、これは重要な情報である。また、衛＝（1）渡辺康夫，

津波に対するレーダ観測

星搭載電波高度計の3／11津波に対する探活動の調査，

知能力のfeasibility

53，pp．60−73，2011．

studyが行われた。電波高度計の計測データ、津波モデル及び

電波航法

文献

電波航法，JACRAN，（2）渡辺康夫，

レーダによる津波観測の電子情報通信学会2012

historical

dataを統計的に比較することにサーベイ，

より、nearreal

年総合大会，災害対策に活用できる

No．54（2012）

timeのpositive

detection

一51一

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EEe

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No.54 (2012) ‑53‑

特別研究会

防衛省技術研究本部電子装備研究所の見学
電波航法研究会事務局

堀川剛司
1

はじめに

2012年11月16日に、電波航法研究会の特別研究会を実施した。本年は、32名が千葉県旭市にある防衛省技術研究本部電子装備研究所飯岡支所を見学した。

2

電子装備研究所飯岡支所の紹介
特別研究会当日は天候も良く、電子装備研究所飯岡支所職員の皆様が出迎えてくれ
写真1た。案内された会議室で、小林雅志支所長

飯岡支所長から業務紹介

から防衛＝省技術研究本部及び飯岡支所の業

業務紹介終了後、参加者は2班に分かれ務紹介があった。

防衛省技術研究本部は、自衛隊が使用すて施設を見学した。支所長からの「あの小る車両、船舶、航空機i、誘導武器及び各種屋は撮影禁止です。」との注意に、飯岡支装備品などの研究開発を行っており、航空所で国防を左右する研究が行われているこ装備研究所、陸上装備研究所、艦艇装備研とを感じ、今回の見学は大変貴重なもので究所、電子装備研究所の4つの研究所がああると実感した。

る。電子装備研究所は、情報・通信、レーダ、光波などに関する防衛エレクトロニク

3

パッシブレーダの研究ス部門を担当し、自衛隊の各装備のハイテ

初めに試験塔に登り、飯岡支所の施設及ク化を支える研究所で、高出力レーザーシ

び周辺地域について紹介があった後、このステムの研究や次世代警戒管制レーダの研塔で行われたパッシブレーダの研究につい究などが行われている。飯岡支所は、1964て説明を受けた。

年12月に電波器材の試験研究施設として

パッシブレーダとは、自ら電波を発射す

飯岡の地に新設され、何回かの組織改編をることなく、既存のレーダ波や放送波を送経て、現在は電子装備研究所に所属してい信源とし、受信のみで動作するレーダのこる。約20万㎡の敷地と周辺が開けた広大とで、防衛面で抗堪性に優れており、近年な環境が電波に関する屋外実験に適していでは自ら送信しないことから省電力、省電ることから、電波の伝播や反射の特性等に波となる技術として注目されている。説

ついての研究が行われている。

明によると、送信局から受信局に直接伝搬

一54一

JACRAN，No．54（2012）

する直接波と、送信局から目標に当たり受

ぜご麟》

信局に伝搬する散乱波との遅延時間によって送信局、受信局、目標の3点の距離関係がわかる。そして、散乱波が到来する方向を測定することで目標の位置が決まる（図ぬおみ

1〜1＋1〜、＝c・τ÷1〜

婁灘

ノ
＝定律

1）。

飯岡支所の研究は、受信局を試験塔の屋ある瞬問において、葛、亀、σ・r、Rは全て一定

τ、議蜘

すなわち蟹標が存在ずる楕題を捲定できる上に設置し、送信局を東京タワーにして、発射される放送波を利用して成田国際空港／一 怦黶̲、に向かう航空機を捉える実験を行った結果、二次監視レーダの航空機位置情報と航跡が一致するデータを得たという。しかしながら、パッシブレーダは技術的には可能

ノ

／

撃華

R噸

へ
＼、

R2

一篭穿

翼標が存在する幡羅の推定結累÷麟織凱孟巻漁農蓼醗難簸織簾

なものの、演算処理に時間がかかるため、暴

リアルタイムの情報を必要とする現場での実用化はこれからだそうである。リアルタ
イム性への課題を早く解決し、国防の強化

霞標緯置の撫定結果

図1

パッシブレーダによる目標位置推定（飯岡支所提供）に役立ててほしい。
暑噸．

4

電波反射特性評価技術
飯岡支所では写真2に示す電波反射特性騰瀞雛1灘輪、評価装置を使って、実寸大の目標のレーダ
反射断面積（Radar

Cross

．騰臨，

Section：RCS）

計測技術及びステルス設計に必要となる高分解能RCS計測技術の研究が行われている。

当該評価装置から約250m離れた目標に向けて電波を発射し、その反射波を受信・計測することにより、目標のRCS値や反

写真2

電波反射特性評価装置

射源分布を求めるという。

私は以前、電子航法研究所の電波暗室をた私は無線技術士の国家試験に向けて勉強見学したことがあり、上記のような計測は中で、評価装置の説明時に大地反射波の影

電波暗室のみで行われるものばかりと思っ響を防ぐために遮蔽板を用いるなど教科書ていたが、目標を屋外で計測することは自で学んだことが実際に応用されているのを然環境下による影響の有無や測定値の変化見ることができ、大変良い経験をした。

を確認するためでもあることを知った。ま電波航法

No．54（2012）

一55一

5

コンパクトレンジRCS計測技術
本来、RCSの計測は平面波状態の電波

瓢

を目標に当てる必要があり、電波が送信アンテナから発射されて平面波となるために必要な距離は、下記式で表わされる。目標が大きければ大きいほどその距離が長くなることがわかる。（λ＝3cm（10GHz）の場合、

D＝1mのときRは66mで、D＝10mのとき

Rは6．6kmとなる）

鑛

写真3

R＝2D2／λコンパクトレンジRCS計測技術（m）

R

目標に平面波を当てるために必要な距離

D

目標の大きさλ

計測に使用する電波の波長飯岡支所では、電波反射特性評価装置による屋外計測の他、小型、縮小模型等を対象とするコンパクトレンジRCS計測装置を保有している。本装置は、写真3のとおりホーンアンテナから発射された電波がパラボラリフレクタで反射することで平面波となり、限られた空間で計測することができる。

6

J／FPS−5固定式警戒管制レーダ装置（開発試作機）

写真4

固定式警戒管制レーダ装置（開発試作機）飯岡支所の敷地内に、航空自衛隊が管理しているレーダ装置がある（写真4）。レドームがガメラの甲羅模様に見えることからガメラレーダと呼ばれている。今回の施捕捉・追尾が可能となるよう、構造物の足設見学ではかメラレーダは予定されていな

元には車輪がついており、構造物自体が回かったが、飯岡支所長の働きかけで見学で転可能な機構となっている。

きることとなった。

本レーダ装置は試作機のため、三角柱状

7

おわりに

の構造物の2面に、フェーズドアレイレー

今回の特別研究会は、飯岡支所の各施設

ダが設置されている。そして、監視対象のを見学した。職員皆様の説明が分かりやす

一56一

JACRAN，No．54（2012）く、大変興昧深い研究を知ることができ、非常に有意義なものとなった。

最後に、特別研究会のために施設見学の手配や説明をしてくださいました防衛省技術研究本部電子装備研究所の皆様に心より御礼を申し上げます。

防衛省技術研究本部
電子装備研究所飯岡支所
・所在地〒289−2702千葉県旭市大字塙字三番割
・ホームページ
http：／／www．mod．gojp／trdi／（防衛：省技術研究本部HP）

撫麟

写真5

電波航法

No．54（2012）

飯岡支所にて集合写真

一57一

臨時研究会 「次世代AIS国際標準化のためのワークショップ」のパネルディスカッション参加報告
電波航法研究会事務局

堀川剛司
1

く寄与することとなったが、技術の発達

はじめに
2012年12月3日から7日までの問、「次世に伴い、航路標識AIS、用途特定メッセー

代AIS国際標準化のためのワークショッ

ジ、捜索救難用信号発信AIS（AIS−SART）、プ」が海上保安庁及び海洋政策研究財団に衛星によるAIS搭載船舶の探知などへ利より実施された。このワークショップは船用が拡大した結果、船舶の運航効率の改善

舶自動識別装置（Automaticや海上治安の分野でもその有用性が認めら

Identi且cation

Systeln：AIS）の多目的な利用に関して、国内外のAIS専門家、れるようになった。

AIS機器製造者、海事

このため、IMOでは、より安全で効率関係機関を集めて、次世代におけるAISの的な船舶の航行を目指して現在検討中の必要要件について意見交換を行い、次世代

e−navigation計画において、

AISの性能基準を作成することを目的とす

情報伝達手段の候補の一つとして挙げているものであり、ワークショップ期間中は会る。また、同じくIMOで検討中のGMDSS議のほかに、パネルディスカッションやテの見直し作業の中でも、遭難情報や海上安クニカルツァーが実施された。

全情報の伝達手段としても有用と認識され

電波航法研究会では、このパネルディス

AISを主要なている。

カッションを臨時研究会と位置づけ、会長

しかしながら、現行のAISは、伝送速度

をはじめ多数の会員が参加した。本稿ではが遅い、回線容量が限られる、VHF波利その概要について報告する。

用のため陸からの通信範囲が沿岸のみに限られる等、技術的な課題が存在している。

2

ワークショップ開催の背景

そこでこれらの課題を解決するととも

AISは、2000年12月に開催された国際に、我が国の国際地位の向上を期するため、海事機i関（IMO）第73回海上安全委員会

我が国が率先して次世代AISの性能基準において、海上における人命の安全のたを作成することとし、ワークショップが開めの国際条約（SOLAS条約）が改正され、催された。

一定の船舶にAISの搭載が義務付けられ、2008年7月1日までに全てのAIS適用船舶にAISが搭載された。

AISは船舶の位置特定や衝突防止といった目的に使用され、船舶の安全航行に大き3パネリストの紹介
パネルディスカッションのパネリストは以下のとおりである。
・Ms．

一58一

JillianCARSON−JACKSONJACRAN，No．54（2012）（オーストラリア海上安全庁船舶交通・

公開討論会が行われた。

水先サービス課長）・Ms．

Margaret

Jean

BROWNING

4．1（exactEarth社上級販売部長）
・Mr．

StefanKarllnnovative

BOBER

Ms．

（ドイツ連邦水路海運局技術研究部長）
・Mr．

Jan

SAFAR

to

uses

JillianthefutureofAIS

CARSON−JACKSON講i演

Carson−Jackson氏はオーストラリアにおけるAISの利用について4つの事例を示（イギリス総合灯台局電波航法研究所研
究所員）

・Mr．

AIS−Iooking

しながら講演を行った。

1回目はヘリコプターにAIS機i器を搭載

William

Davidすることで船舶と連絡がしゃすくなり、船KAUTZ（アメリカ沿岸警備隊無線通信課長、国舶側もヘリコプターの位置を把握できるよ

際航路標識協会e−Navigation委員会AISうになったと述べた。

作業部会副議長）

・Mr．

Ross

2つ目はAIS機i器で海中転落者を容易

Walterに発見できるようにした落水者用AISユNORSWORTHY（アメリカ沿岸警備隊技術顧問）

・野ロ

ニット（AIS−MOB）の紹介を行った。

英毅氏

3つ目はAIS−MOBを応用したもので、（海上保安庁交通部整備課主任技術官）

グレートバリアリーフ沖でダイビングを楽しむダイバーが使用する潜水用AISユ
4

パネルディスカッション概要

ニットについて述べた。

次世代AIS国際標準化のためのワーク

4つ目はオーストラリア北端に位置するショップのパネルディスカッションは、

トレス諸島で取り組まれているグラブバッ

2012年12月3日に日本財団ビル（東京都

グプログラムを紹介した。トレス諸島の港区）で開催された。パネルディスカッショ

人々は日常の移動手段が小型船であり、仕ンは海上保安庁職員の司会の下、前半はパ

事場や買い物などに行くときに1つのバッ

ネリストによるAISに関する講演、後半はグを持って出発する。バッグには海難事故に遭：つた際に必要となる懐中電灯や毛布などのほかにAISメッセージが送信できる機器も含まれていて、AISが彼らの生活に大きく関わっていると話した。

CARSON−JACKSON氏は事例を通じて
AISの新たな利用を述べた一方で、これらの利用を定める規則や基準を整備する課題が残っていると述べた。

写真1

電波航法

No．54（2012）

会場の様子

一59一

4．2

Ship

Tracking

via

A［S

ONE

technology

TWO

4．3

problems

solvedColIision

Avoidance

Ms．

Margaret

Jean

AIS

What

What

do

Tracking

BROWNING講演

BROWNING氏は衛星によるAIS搭載船舶の探知の概要について述べた。

do

we

have？

we

need？

Mr．

StefanKarl

BOBER講演BOBER氏はAISの総論について述べた。

AISの導入経緯、

AIS搭：載義務船舶以外

衛星は概ね12時間で地球を1周し、船舶の漁船やプレジャーボートなどでもAISの検出確率は60〜80％である。世界無線が利用されていること、またAIS局が世通信会議（WRC−12）で衛星AISのために界に100，000局以上あり、AIS−SARTや航ch75及びch76が割り当てられ、クラスA

路標識AISなどさまざまな利用方法が開のAISやAIS−SARTなどの装置に使用す

発されていることなどを説明した。そのることで効率的な船舶のトラッキングがで中で、海域通知や船舶の乗員数など航海きるのではと話した。しかしながら、クラの安全に関わるデータを送信できる、用スBのAISについては低出力で送信時期が途特定メッセージ（Application

不定期、さらにクラスBのほとんどが沿岸

Message：ASM）が将来重要になると言及

域に密集していることから、衛星での受信した。

が難しくなると述べ、この課題を検討する必要があると話した。

Speci且c

最後に通信方式について述べ、衛星を経由したもの、HF波やWiMAXを使用

次にBRqWNING氏は衛星AISの利用事したものなど数ある通信方式のうち、国例を紹介した。ある国では、船舶は岸から

際電気通信連合（ITU）のスタディグ

十分離れた場所でバラスト水を交換しなけ

ループではVHFデータ交i換（VHF

ればならないところ、ある船長は岸に近い

Exchange：VDE）の更なる開発が必要であData

場所でバラスト水を交換した。航海日誌にると話していると説明した。

偽装を施していたが、衛星AISによるト
ラッキング照会によって犯行が発覚したという。

また、定期航路上を航行するクルーズ船

4。4Communications
Workshoponfore−Navigation

lnternational

Standardizationof

AIS＆Future

が海難に遭った事例では、クルーズ船の通Mr．

信機能が完全に不能となり救助要請が出来

SAFAR氏はe−navigationにおける通なかった状況においても、AISデータのト

信について述べた。IMOが進めるe−navi−

ラッキングによって定期航路から外れていgationでは船一面間、船一品上間の情報交ることが判明し、無事救助されたとのこと

換が重要であり、既存の機器同士に互i換性である。

を持たせつつ、新しく開発されるものにもこのような事例をいくつか挙げ、講演を
終えた。

Jan

VDE

SAFAR講演対応可能なシステムである必要があると述べた。

また、ASMや航路標識AISなどもAIS

一60一JACRAN，No．54（2012）

次に、AISで使用するチャンネルとその通信内容について、AIS1、2は航行安全のため今までどおりの船舶の位置報告や識別などに、WRC−12で割り当てられたch75とch76は衛星回線に、同じく割り当てられたch27とch28は今後新しく開発される
アプリケーションのために使用されると説明した。また、ch24、

ch26、

写真2

SAFAR氏の講演

ch84、

ch25、

ch85、

ch86がVDEに割り当てられ、高速で大容量の通信が可能になるであろうと話した。

を利用した情報交換であり、e−navigation

最後に、KAUTZ氏が副議長を務める国のひとつであるから、効率的で安定したも際航路標識協会（IALA）e−Navigation委のにするにはAISの標準化をしっかり推

員会AIS作業部会においてVDEの開発がし進めていく必要があると述べた。VDE

話し合われ、ITU−R

については、ITU−R

M．1371またはITU−R

全小委員会、IMO／ITU合同専門家会合か

M．1842に基づいた効率的で安定したもの

らも開発への支援を受けており、大変喜ば

WP5B、

IMO航行安が必要と述べ、SAFAR氏の考えでは2014

しいことであると述べ、講演を締めくくっ

年末にはIMOの承認を受け、2018年までた。

にはVDEの標準化を終える必要があると
説明した。

4．6

Considerationsforlntegration

of

VDE

Mr．

WalterNORSWORTHY講演NORSWORTHY氏は、

AISが開発され最後に、VDEの開発に当たっては1つの団体がリーダーとなって開発を進めていくのが一番良いのではないかと述べ、講演を終えた。

Technical

Ross

AIS

and

the

た当時を振り返り、AISのための周波数を獲得するのに5年間要したことを話した。

4．5

AIS

and

VHF

Mr．

William

KAUTZ氏は、

Data

現在、AISに多くの周波数が割り当てられExchangeDavid

KAUTZ講演ていることは大変素晴らしいことであり、AISが安全情報の提供

有効利用のための計画が必要であると述べにおいて強力なツールである一方、設計た。

上、高速で大容量のデータ通信を行うに

次に、具体的な周波数の利用形態につは適していないと述べた。また、AISがいて触れ、25kHzの単一バンドで新しい変e−navigationのデータ通信で大きな役割を調方式を使えば現行AISの8倍の伝送速度果たすとされ、急速に発展していることかを得ることができ、25kHzを4つ合わせてら、AISの周波数1、2への過度な負荷が100kHzで行えば32倍の伝送速度が得られ心配されると話した。

ると説明した。

電：波航法

No．54（2012）

一61一

2015年開催のWRC−15までに、今回のよ陸上に対して燃料や水を要求するなど商業うな次世代AISを検討する会議が10箇所的利用もあり、上記問題と同様に、どのよで開催されることから、それぞれの会議でうな利用方法があるかについても討論して次世代AISの方向性を明確に示し、更なるいく必要があると述べた。

周波数の獲得を目指していかなければなら

次世代AISの開発は長い時間をかけてしっかりと熟慮し、世界中の同意を得ながないと述べ、講演を終えた。

ら進めていく必要があり、同時に我々の将4．7

来についても模索していく必要があると述

AIS＆VDE

Expectation

forべ、講演を終えた。

future野口

英毅氏講演野王氏は現在のAISの状況と次世代AIS

4．8

公開討論会

によって可能となるものについて述べた。

講演終了後、休憩を挟み、公開討論会が現在のAISは船舶に関するデータのほか行われた。公開討論会は先ほどの講演者がに衛星によるAISの検知、登壇し、進行役の野口氏からの質問に答え

AIS−SART、

AIS−MOBといったようなものにも利用さるものであった。

れている。しかし、現在はAISの利用が増

最初の質問は、ネットワークや衛星で収加しており、海上保安庁が日本で最も輻超集したAISデータのセキュリティーに関する海域に位置する観音埼AIS陸上局のして、データを保護する規制や指針、デー

AISスロット使用率を調べたところ、2008

タを拡散させないための方策があるかど

年8月5日朝のラッシュ時では約30％でうかであった。BROWNING氏は、あったところ、2012年には40％と4年間でオープンシステムでありデータを保護する

10％の増加が見られたという。IALAによ設計になっていないが、AISデータには商

れば、50％を超えると送信に影響が出てく

業的価値があることから、規制する必要るとされており、野ロ氏は次世代AISの開があると述べた。ただし、AISがオープン

発が必要不可欠と訴えた。

システムであるから、どの程度の保護がAISは一方、次世代AISの開発には技術的問
題、法的問題、もしかすると財務的問題なども考える必要があり、開発は容易なもの

1灘

ではないとも述べた。

次世代AISの利用については、通信が大容量になることから、詳細な船舶データの送信によって航行安全が向上したり、衛星を経由して北極海航路に仮想航路標識AISを設置したり、船舶で計測した気象データ
が世界の海洋環境モニターに利用されるこ

写真3となどが考えられる。ほかにも、船舶から一62一

公開討論会の様子

JACRAN，No．54（2012）

必要となるかは判断が難しいとも述べた。

CARSON−JACKSON氏は、オーストラリ
アではAISデータをインターネットで広げることを禁止していると述べる一方で、

AISデータ共有ネットワークと呼ばれるものがあり、政府、港湾関係機関、警察、レスキュー隊などがデータを共有し、海難救
助や安全保障に使用していると述べた。討論の結果、AISデータのセキュリティーに関する規則が必要であるとまとまった。

続いての質問は、次世代AISやVDEの商業的利用は適切であるかどうかであった。

パネリスト全員が、AISの本来の目的とす
る航海の安全に支障が無ければ、VDLが過負荷にならなければ、商業的利用は船主にとって良いモチベーションになるとした。
また、商業的利用を成功させるためには、船主に対して明確なメリットを示す必要があるとした。BOBER氏は例示として、船舶と港湾間で次世代AISやVDEを使用することで情報のやりとりが容易となり、船舶は港の外で待機する時間が短くなるなど
船舶の運航効率が向上し、また待機時間が短いと言うことは、待つ問の危険が軽減されるということで、航海の安全にもつながると話した。

5

おわりに本ワークショップは、次世代AISの機能を具体的に検討するものとしては世界初の会議であり、そのワークショップにおけるパネルディスカッションに参加できたこと
は、国際的な最新動向を把握するうえで大変有益なものであった。パネルディスカッ
ションの講演者を始め関係各位にこの場を借りて御礼申し上げます。

電波航法

No．54（2012）

一63一

Recordof

電波航法研究会

平成24年度事業報告

work

the

carriedout

Aids

Navigation

to

by

in

Japanese

Committee

fiscal

2012

for

Radio

電波航法研究会事務局
Secretariat

総会

oface

of

the

JACRAN

研究会

平成24年度総会は、平成24年5月18日

1．第1回研究会は、平成24年5月18日、14時15分前ら国立大学法人東京海洋大学

国立大学法人東京海洋大学越中島キャン

越中島キャンパス越中島会館で開催されパス越中島会館で総会に引き続き開催さた。会員総数91名のうち、出席者15名、れ、海上保安庁交通部整備課長五十嵐委任状提出者39名の計54名であり規約第耕氏から「東日本大震災による航行援二助

10条第4項の規定により総会は成立した。

施設の被害と復旧」及び、東京大学名誉

各議題の審議結果は次のとおり．であった。

教授原島博氏から「コミュニケーショ

1．平成23年度事業報告が事務局によりン技術を100年単位で傭鰍する」と題す
る講演が行われた。出席者は35名であっ行われた。

2．平成23年度会計報告及び監査結果のた。

報告が事務局から行われ、承認された。

3．平成24年度会長選出に関して立候補

2

第2回研究会は、平成24年9月7日、者がいなかったが、水洋会中村氏から

国立大学法人東京海洋大学越中島キャンの推薦で林会長の留任が満場一致で了承

パス越中島会館で開催され、国土交通省

された。副会長については立候補者、推国土技術政策総合研究所沿岸海洋新技術薦者がいなかったため、会長からの推薦

研究官古川恵太氏から「海洋レーダので長岡栄氏及び池田保氏の両名の就任が原理及び海洋レーダの利用による応用分了承された。なお、各幹事の委嘱につい野」及び、元日本工業大学教授渡辺康ては事務局案のとおり了承された。

夫氏から「津波に対するレーダ観測活動

4．平成24年度事業計画案について事務局から説明が行われ、原案どおり承認さの調査（その2）」と題する講演が行われた。出席者は32名であった。

れた。

5．平成24年度予算案について事務局か

3．第3回研究会は、平成25年2月15日、

ら説明が行われ、原案どおり承認された。

国立大学法人東京海洋大学越中島キャン
パス越中島会館で開催され、慶応義塾大

一64一

JACRAN，No．54（2012）

学大学院システムデザイン・マネジメン

会員数

ト研究科教授春山真一郎氏から「可視平成25年3月31日現在

光通信」及び、海上保安庁総務部海上保正会員24名46口

安試験研究センター航行援助技術課専門個人会員

官長野浩樹氏から「海上保安試験研究（10名のうち年会員6名、終身会員4名）

センター可視光通信への取組み」と題

推薦会員

20名

する講演が行われた。出席者は31名で

特別会員

37名

計

91名

あった。

特別研究会

会員の異動

平成24年11月16日に千葉県旭市の防衛省技術研究本部電子装備研究所飯岡支所を見学し、コンパクトレンジRCS計測シス
テムをはじめとする研究の説明を受けた。
参加者は32名であった。

臨時研究会

平成24年12月3日に海上保安庁及び海洋政策研究財団が開催した「次世代AIS国
際標準化のためのワークショップ」のパネ
ルディスカッションを臨時研究会と位置づけて参加した。

幹事会
幹事会は、平成24年4月27日、5月18日、9月7日、平成25年2月15日に開催され、事業計画、講演テーマ、会誌発行等について審議が行われた。

会誌等発行
会誌「電波航法」第54号を発行した。

ホームページで、研究会の案内及び資料等の掲載を行った。

電波航法

10名

No．54（2012）

一65一

入会

推薦会員

今津

隼馬

電波航法

ELECTRONICNAVIGATION

平成25年3月25日

印

刷

2012

平成25年3月31日

発

行

No，54

編集・発行

電波航法研究会

Japanese

印

刷

REVIEW

Commitee

for

Radio

Aids

北九州市門司区原町別院3−5
株式会社 福田印刷

toNavigation

航路標識のエキスバード鰯ノ14《偶鱒タき星ア実幽い遂多

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平成二十五年三月三十一日発行

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