電ISSN 0287-6450
Denpa kōhō波航

平成二十 六 年 四 月 九 日 印 刷
平成二十 六 年 四 月 十 一 日 発 行

法

電波航法
ELECTRONIC NAVIGATION REVIEW

電
航法

二 〇 一 三 年

波

55

JACRAN.

2013

第 五 十 五 号

発 行

電 波 航 法 研 究 会

電 波 航 法 研 究 会

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電波航法研究会 発行
Published by the Japanese Committee for Radio Aids to Navigation

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目

次 ―

CONTENTS
追悼「第 5 代会長

故

茂在

寅男

追悼「第 9 代会長

故

鈴木

務

先生」････････････････････････林 尚吾･･･････（１）
Shogo HAYASHI先生」････････････････････････ 林 尚吾･･･････（５）
Shogo HAYASHI

巻頭言「これからの電波航法技術は？」･･･････････････････････会長 長岡 栄･･･････(９）Chairperson Sakae NAGAOKA
講演の記録[可視光通信]「可視光通信」･････････････････････････････‥･･････････････‥･･‥春山 真一郎･･････（11）Shinichiro HARUYAMA「灯火を活用した新たな情報提供に関する調査研究－海上保安試験研究センターの可視光通信への取組み－」････長野 浩樹･･････（18）
Hiroki NAGANO[宇宙天気]「電波航法と宇宙天気」･･････････････････････････････････････････････石井 守･･････（24）Mamoru ISHII[北極海航路]「北極海航路における航法システムの現状」･･････････････････････高木 雄太･･････（31）Yuta TAKAGI「北極海航路の展望と課題」･･･････････････････････････････････････市川 吉郎･･････（34）
Yoshiro ICHIKAWA
特別研究会報告「特別研究会 東京大学大気海洋研究所の見学」･････････････････事 務 局･･････（45）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
講演及びパネルディスカッション参加報告」･･････････････････････････････････････････････････････････････････････高木 雄太･･････（49）
Yuta TAKAGI
電波航法研究会事業報告（平成 25 年度）････････････････････････････事 務 局･･････（55）Secretariat※表紙は、平成 24 年度、東京湾海上交通センター海ほたるレーダー局に設置された 14GHz 帯固体化レーダ
ーの画像。

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追悼
第 5 代会長

故茂在 寅男 先生
（昭和 52 年 5 月より昭和 55 年４月）

旅立ちの日： 平成 25 年 5 月 31 日 （享年 99 歳）
平成 2 年 4 月 勲三等旭日中綬章を受章されました

平成 2 年受章当時の茂在寅男先生

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茂在寅男先生は電波航法研究会の第 5 代
会長としまして、本会の発展のために多大会長就任の御挨拶から（一部、1978年 電波航法より）

な御尽力を戴きました。本会では茂在寅男（前略）私としては暫くの間オフライン

先生の御逝去の報に接し、深甚なる謝意をの立場（著者注）に位置し，距離をおいて示すとともに謹んで茂在寅男先生の御冥福

視線の焦点を合わせることによって，本会をお祈り申し上げ、追悼の意を表します。

の現在の姿を見直すことができたような気

茂在寅男先生は、東京商船大学の名誉教がします。その点について述べますと，授であられ、国内外の学会、教育界および（1）国際的活動にもっと力を入れるべき関連の官界や産業界ならびに多くの協会にではないだろうか。

おける活動では指導者として御活躍されま（2）会にあらためて若いエネルギーを注した。とても、この限られた紙面では御紹入する努力をすべきではないだろうか。

介が尽せません。

などの点は要点といえましょう。例えば，

いつも笑顔を絶やさず、慈愛に満ちた眼

最近における日本の電子航法関係の技術の差しで後進を育ててくださいました。改め発達には，世界の注目を浴びるに値するもまして深甚なる謝意を申し上げます。

のが多いので，これを広く披露する努力な

茂在寅男先生は東京商船大学におきまし

どは大いにしたいものです。また会の運営て、航海計器学の教授として長く教鞭をとに，現在よりも更に一段の若手も加えて当られ、基礎的な航海計器としての磁気コン

らせ，これを育て，次の発展への原動力をパスから、各種の電波航法システムに至る

培う努力をすべきではないかと思う次第でまで多くの航海計器や電波航法システムにす。今後あらゆる点で会員諸賢の御協力をついて教授されてきました。中でも「レーお願い申し上げたいと思います。（後略）

ダの理論と実際」は、学生用の参考書の域を超えて、レーダの設計開発に関わる技術(著者注) 故茂在寅男先生は当時東京商船者や教育機関関係者にとっても必読の書と大学を定年退官され、東海大学教授としてして知られておりました。茂在寅男先生は転職された時期にありました。

電波航法システムの揺籃期においては、解説ロラン C（1964 年）や 解説「デッカ」

茂在寅男先生は、映画「青春航路 海の若（1969 年）を著述されておられます。

人」の原作者であります
電波航法研究会のこととは離れますが、さて、故茂在寅男先生が本会の会長をさ

茂在寅男先生は「青春航路 海の若人」のれておりました頃に、会長として巻頭言を原作者であります。 茂在寅男先生は、鬼執筆されましたものからいくつかを抜粋し

怒川公望名義で雑誌「平凡」に連載された

まして、故茂在寅男先生が遺されたお言葉

小説「海の若人」の原作者でありました。

を思い出しながら、故茂在寅男先生を偲び

この小説は 1955 年に中村錦之助、
美空ひ

たいと存じます。

ばりの当時の花形スターにより映画化され
ました。

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茂在先生は極めて文才にも恵まれた方で水中考古学会を創立されました。当時は、おられました。茂在先生は、文章執筆の勘蒙古襲来からの「元寇 800 年」でもあり、所は「3 行にわたって句点の無い文章は書時のマスコミにも大きく扱われました。そかないこと」と言われていました。句読点のような背景の中で長崎県鷹島における水の無い長い文章は、筋が不明になりがちで

中考古学的調査が数回にわたって行われまある。 よほどの達人でない限り、長い文した。茂在先生は団長として高齢でありま章は書かない方が良いと教えてくださいま

したのに自らスキューバダイビングの資格した。茂在先生の文章は簡明で分かりやすも取られて潜水されておられました。筆者

く、感銘を受けました。そのお教えを受けも調査に参加させて戴きましたときに感銘まして、3 行にもなる文章を 2 行に圧縮すを受けましたことをお伝えしたいと思いま

れば文章全体が輝き、各単語が生き生きとす。専門領域を尐し外れた陶器のことや窯してくることを実感しました次第です。

のことに関しては、多くの入門書が積み重また、茂在先生のご出身は茨城県筑波町

ねられておりました。
「専門外のことを早くであり、筑波町民の歌詞は茂在先生の応募習得するには、その道の専門家が書かれたが採用され、その賞金は桜の苗木として御入門書は、重要なことを外すことなく概要寄付されたとのことを伺いました。このおを勉強するのには一番なのだよ」と言われ話は、電波航法研究会の昭和 58 年 12 月のました。大学教授の肩書で調査団長として特別見学会で筑波研究学園都市を訪問した

注目を浴びられている状況にありましたの際の昼食時にお聞きしました。

で、部屋に報道陣も訪ねてくる状況でしたが、尐しも恥じることなく入門書が見える

日本水中考古学会の創立者としての茂在状況でした。この事実は新しい分野の研究

寅男先生に入るものとしての基本的な姿勢を教えて

東京商船大学教授で在られたころより、くださいました。

海洋に関わる歴史的な事項に興味を持たれ、茂在寅男先生、先生の御笑顔は私どもの全国の「熊野神社」とは南方より漂着した海洋民族が祀るもので、そのことを手掛か

瞼に消えることなく続いています。

りに考慮すると多くの事項が関連して紐解茂在寅男先生を偲び、謹んで御冥福をおけるお話を伺いました。茂在寅男先生が執筆された「日本語大漂流」の「カヌーの語

祈り申し上げます。

源と日本人の舟」の内容を伺ったことがあります。それは古事記に載っている「kano＝枯野」は「舟」の事で「canoe＝カヌー」

文責

林 尚吾 （第11代会長）の語源が「枯野」ではないかとの理論を展開されておられました。水中は考古学上の資料の収蔵宝庫であるとのお考えから、水中に残された遺物の探査も進められ、日本

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追悼
第 9 代会長

故鈴木 務 先生（平成 5 年 5 月より平成 12 年 3 月）

旅立ちの日： 平成 25 年 11 月 25 日 （享年 83 歳）
平成 21 年 4 月 瑞宝中綬章を变勲されました

母校、電気通信大学で講義中の鈴木務先生

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この御遺影写真は、鈴木務先生のお気にってきたことが指摘されている。開発途上
国の追い上げが日本を追い越すことになり入りのお写真と伺っております。
鈴木務先生は電波航法研究会の第 9 代会つつある。

長としまして、長く会長をお勤めされ、本日本の電波航法機器の開発はより高性能会の発展のために大層な御尽力を戴きまし

で独創性のある技術へ目を向けるべきではた。本会では鈴木務先生の御逝去の報に接ないだろうか。このためには産・学・官共し、深甚なる謝意を示すとともに謹んで鈴同研究をより推進すべきと考える。特に大木務先生の御冥福をお祈り申し上げ、追悼

学の英知を活用することから翻訳技術を脱の意を表します。

却してもらいたいと考える。（中略）次の世代の電波航法システムについては

故鈴木務先生は、電気通信大学の名誉教授であられ、日本工業大学の名誉教授の称

我々で開発しようではありませんか。

号も授与されるなど、国内外の学会、教育界および電波関連の官界や産業界ならびに電波航法の値段と民営化（2000年）

多くの協会の業務に指導者として御活躍さ民営化された航行援助が生まれつつある。

れました。とても、この限られた紙面ではPHS電話を利用した発信者の位置を200m程度

御紹介が尽せません。

の誤差で確認できる。PHS中継局の位置から

いつも笑顔を絶やさず、慈愛に満ちた眼

その近くで使用している者の位置が見付け

差しで後進を育ててくださいました。改められるご俳徊老人に発振機を持たせて位置

まして深甚なる謝意を申し上げます。

を捜し出す研究もされている。道路情報シス
テム、VICSではGPSや道路に取り付けた発信

さて、故鈴木務先生が本会の会長をされ機からの情報による自動車の位置を地図上ておりました頃に、会長として巻頭言を執に表示している。VICSの機器の値段にシステ筆されましたものからいくつかを抜粋しまムの施設費や運用費を含めてあるので購入して、
故鈴木務先生が遺されたお言葉から、するときだけ負担をして利用料は払わない。

故鈴木務先生を偲びたいと存じます。

開発中の高度道路交通システム、ITSにも航法情報が含まれるが民営システムとなる。海

安売り競争からの脱却（1996年）

上における航行援助システムも将来民営化

経済社会に競争原理がないと社会主義大または独立法人化しろとの天の声？が出て国の崩壊が示したようになることは事実でくるかもしれない。位置測定に金を払う日がある。然し、価格を下げる競争と性能を向くるかも知れない。サービス情報にコマーシ上させる競争とは同じではない。電波・電ャルを入れることから無料となるかも知れ

子航法機器の開発については日本は後進国ない。電波航法に値段を付ける必要が出て来である。レーダ，ロラン，GPSなどすべて外るかもしれない。イリジウムの破産から電波国の開発した機器である。外国で発明され航法の値段（価値）についてあらためて考えた技術を勤勉さと器用さで多量に安価な製させられます。

品に作り上げる日本の翻訳技術が行き詰ま－6－

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電波航法研究会への反省と期待（2002年）

も優しい素敵なお父さんとお見受けした記

2002年も厳しい社会不安と経済不況が続憶が残っています。鈴木先生は釣りが大好くと予想されている。わが国唯一の電波航きであり、海があるところでしたら、いつ法専門研究会の火を消さないようにするたも釣り道具を持参されて楽しんでおられまめに私の反省から将来への期待を述べるした。
筆者は東京商船大学を卒業してから母校と；・会員へのサービス機関として最新で役にに奉職しましたので、大学は異なりました

立つ情報を提供するが鈴木務先生の御指導と御鞭撻をうけるこ

会員はできるだけオープンとして一般のとができました。文部省科学研究費による人々が参加し易くする

各種の研究課題において、また、本州四国

・技術内容はIT革命時代に対応したマルチ連絡架橋の船舶用レーダ映像に関わる偽像メディアをシームレス（陸、海、空などのの発生メカニズムと発生予測、レーダ偽像

区別なく）に取り扱うなどが期待される。

の発生を減少させる対策方法の検討に関し移動体がある限り電波航法技術は必ず必て、約20年間以上も毎年継続して瀬戸内海要である。今までの電波航法は外国で開発

地方で現地調査や実験を御一緒させて戴いされたものを日本が追従するコピー技術でたことがありました。瀬戸内海におきましあった。日本の教育、生活慣習、歴史などても、鈴木務先生は様々な機会を通じて御いろいろな原因があったが資源がなく、狭子息に社会見学の場を与えていらっしゃい

い国土の日本の将来は従来の延長では衰退ました。その中でも明確に思い出されます

すると予想される。そこで、新しい発想とのは、５月のゴールデンウィークの現地調活力を持つ若者に期待される。私も含めて査の合間に、倉敷の大原美術館に御長男を電波航法研究会を支えてきた主要メンバー

お連れになられていました。素敵なお父さは高齢化してきた。これからの電波航法研んのお姿でした。
いつも絶やさない笑顔で多くの後進を育

究会は若者が入会し易く、活動し易い会とてられましたことは、皆様も心から同様になって欲しいと考える。

感じられていると思います。
鈴木務先生を偲んで鈴木務先生、先生の御笑顔は私どもの瞼

鈴木務先生と筆者との出会いは43年前の夏のことであります。東京商船大学の富浦に消えることなく続いています。

臨海実験場に御家族を同伴され、飯島幸人
鈴木務先生を偲び、謹んで御冥福をお祈

第8代会長の御家族とともに夏の休暇を楽しまれているときでありました。筆者は、り申し上げます。

当時、救命用のレーダ信号発振器（後のSART）の開発の実験を兼ねて飯島先生のおともで実験場に来ていた時でした。鈴木務

文責

林 尚吾 （第11代会長）

先生はとても子煩悩でいらっしゃり、とて

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電波航法 巻頭言
(Forward)

これからの電波航法技術は？
電波航法研究会
会長 長岡 栄Chairperson

平成25年度の総会で会長（Chairperson)

Sakae NAGAOKA

は GPS だと思われます。

を務めさせていただくことになりました。

これから求められる電波航法関係の技

微力ですが精一杯やらせていただきます。

術は何でしょうか。元々、航法は人間が何1951 年 9 月の会設立から62 年が経過し、 らかの目的を持って移動するための技術
会誌「電波航法」も今回で 55 号に達しまや科学です。この技術は目的に沿って、安した。これも、諸先輩をはじめ関係者の皆全で、経済的（費用対効果）、しかも公害様が敷かれた路線の成果だと思います。当など社会的負荷の少ないものが求められ

会は産学官からなる電波航法の技術に関ます。つまり、社会的システムの中に位置する諮問機関として発足し、現在は電波航づけられた、航法サブシステムという色彩

法行政を側面から支援する役割を果たしが強くなっているのではないでしょうか。

ています。

こうなりますと、航法装置やサブシステ

20 世紀は交通･通信、特に航空と通信の

ムは周囲のシステムと無関係には考えら技術が目覚しく進歩した時代でありましません。大局的に、運用の条件などを考慮た。
1903 年のライト兄弟による初の動力飛した設計や開発が必要となります。特に、行やマルコニーの大陸横断無線通信に始移動範囲が全世界的な船舶や航空機では

まり、コンピュータ化されたジェット旅客

世界共通の基準が適用されます。すなわち、機や携帯電話などが日常生活に入ってき国際標準や勧告方式に準拠することにな

ました。これらにより通信や交通の利便性ります。また、装置やシステムには常に人が格段に向上し、地球が小さく感じられる

間と機械のインターフェイスがあります。

ようになりました。この間、航法も電波航これらに配慮した「電波航法」の技術開発

法が主力になってきまして、GPS などの衛が求められるのではないでしょうか。

星航法技術はその成果でしょう。
21 世紀に入ってからも電波・電子技術はは、まず装置やシステムの測定精度の向上

航法技術の中心であることは周知のとおです。次には信頼性向上が図られます。そりです。ただ、現在では新しい技術開発として、人間にとっての安全性、さらには利いうよりは既存技術の改良、例えば装置の便性、経済性、環境負荷などに目をむける

小型･高性能化、低廉化が進んでいます。

必要が出てくるようです。こうした必要性

現在、最も多く使われている航法センサーを同時に満たすには、資源配分などの最適

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歴史的に、技術開発で普通に行われるのNo.55（2013）－9－2014/04/07

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化問題を解くことになるのかもしれません。
当研究会で扱うテーマも今後、電波航法の研究･調査対象も機器や装置のみに留まらず、それらを用いるシステムの性能管理や運用についても着目してゆくべきかと考えます。
今後の研究会での皆様の忌憚のないご意
見や会員諸氏に有益な情報交換を期待しております。宜しくご協力のほど御願い申し上げます。
最後になりますが、昨年ご逝去されました、茂在寅男元会長、鈴木務元会長のご冥福を心よりお祈り申し上げます。

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「可視光通信」
慶應義塾大学大学院システムデザイン・マネジメント研究科
春山 真一郎１ はじめにれる場合，変調方式は，調光（明るさのコ
ントロール）の機能も求められる(1)(2)．

近年，LED 照明や LED 交通信号機等の可通信を行いながら調光を行う代表的な方視光 LED 光源が急速に普及しつつあるが，式として，PWMとPPMを組み合わせた方式，

LED 光源の光強度を変調させることによる信号レベル自身を変化させる方式などが可視光通信の研究および開発も同時に進みある．

つつある．本論文ではその特徴や応用を紹介する．特に LED 照明などが広く使われるようになりつつある現在，そのユビキタス

２.２ 可視光受信技術

性を利用した位置サービスについて解説する．

可視光受信に利用できる代表的な受光デバイスは，PIN フォトダイオード，アバ

２ 可視光送受信技術

ランシェフォトダイオード，イメージセン
サである．PIN フォトダイオード，アバラ

本章では，可視光通信を行うための送信技術及び受信技術について解説する．

ンシェフォトダイオードが一般的な受光素子であり，いずれも GHz 程度までの光強度変調信号を検出することができるが，ア
バランシェの方が PIN フォトダイオードよ２.１ 可視光送信技術

りも感度が高い．

可視光送信に利用できる代表的な発光

２.３ イメージセンサ受信技術

デバイスは，可視光 LED であり，LED 照明の次の照明として期待されている有機 EL
も送信機として利用が可能である．可視光
LED によるデータ通信速度は，照明で使われる白色ＬＥＤで毎秒数メガビット，単色
可視光 LED で数十メガビット程度までの速度を実現することが出来る．

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No.55（2013）の素子であるが，それを利用して可視光通
信 を 行 う こ と も 可 能 で あ る(3)(4)(5)(6)(7)． Fig. 1 にその原理図が描かれている．イメージセンサによる撮影
を高速に行うことによってその画像フレー

可視光光源として照明器具等が用いら

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イメージセンサは，画像を撮影するため

ム間の変化をチェックすることで，画像の－11－

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時間的変化を検知することができ，画像のなかの可視光光源の部分の変化を検知する

３.１ フォトダイオードを受信デバイス

ことで可視光送信機から送られてきたデーとして用いた位置サービス

タを復調することができる．
光源が点滅するレンズ

光空間通信は，赤外線通信として 1970

フレームを連続的に撮影し画像に写った光源の変化を観測する

年代以降開発され，赤外線リモコン，赤外線オーディオヘッドホン，携帯電話のＩｒ
受信データ：１

受信データ：０

ＤＡなどに使用されてきたが，光空間通信

受信データ：１

は，光の直進性のために，一般的に送信機

時間と受信機の間に障害物があると通信がでFig. 1：イメージセンサを用いた可視光きなくなるという欠点があり，その結果通通信の原理

信距離は数メートルから数十メートルという短距離の通信に限られてしまう．その欠点は，赤外だけでなく可視光を用いた通この方式の特徴は，複数の可視光送信源

信でも同様であるが，見方を変えると，可がデータ送信をする場合，イメージセンサ

視光送信機が設置されている場所で必要の異なる位置のピクセルが異なる送信源のな情報を短距離通信で送信することによ信号を受信するので，混信の問題がほとんって，その場所でのみ必要な情報を提供す

どないことである．また，画像も同時に取る便利な位置・空間情報サービスを展開す得できるので，撮影画像上に可視光受信しることが可能である．位置情報検索サービ

たデータコンテンツを表示できることも特スとして現在実用化しているのは GPS を用徴である．

いたカーナビシステムなどがあるが，GPSは衛星からの電波が届かない建物内では

３ 可視光通信を用いた位置サービス

使用することが出来ず，また例え出来たとしても位置精度が不十分なのでビル内の可視光通信を用いた位置サービスには，
可視光受信デバイスとしてフォトダイオ
ードを用いた場合と，イメージセンサを用いた場合でその応用が異なるので，フォト

部屋番号の特定をするのは困難である．一方，LED 照明器具からその部屋番号などの情報が得られれば，位置サービスを行うことが出来る．

ダイオードを受信デバイスとして用いた

Fig. 2 は，可視光通信と携帯電話による

位置サービスとイメージセンサを受信デ

インターネットアクセスの組み合わせにバイスとして用いた位置サービスの 2 種類

よる屋内位置検出の例であるが，これはＬにわけて紹介する．

ＥＤ照明から送られた位置情報をもとに，－12－

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携帯電話でインターネット上のある場所

接した光源から異なる情報を送っても混サーバにアクセスして人間に理解できる

信することなく受信することが可能であ

場所情報を得る方式であり GPS が使えないる．

屋内でもこの方式で場所を知ることができる．

Fig. 3： LED 照明とショッピングカート
受信端末を用いた商品提示システム（可視光通信コンソーシアム 日本電気（端末），松下電工（LED 照明）の試作．
2006 年 JAPAN SHOP で展示）
Fig. 2： 可視光通信と携帯電話によるインターネットアクセスの組み合わせにまた，スーパーマーケットでのもう一つ

よる屋内位置検出の例が Fig. 4 に示されているが，この例（日本電気，松下電工，慶應義塾大学の試作．2004 年 CEATEC で展示）

は客用のサービスではなく店舗自身が利用する応用例である．このシステムではスーパーマーケット内の LED 照明器具から位置情報を送信し，カートでその位置情報を

屋内位置サービスの実験をスーパーマー
ケットで行った例が Fig. 3 に示されている．スーパーマーケットで LED 照明器具か自動的に蓄積することによって，カートを用いた客がどのように動き回ったかということを知ることができる．

ら情報を送信し，カートに取り付けられた
可視光受信機で受信した後，カートに取り付けられたディスプレイに周辺の商品情報を客に表示するシステムが示されている．LED 照明が 1 メートル程度の間隔で天井に設置されているが，LED 照明のスポッ
ト光を調整することにより，このように近電波航法

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であるが，目が見えない視覚障害者には特に必要とされている．Fig. 6 は，慶應義塾

ＩＤ発信器

大学の筆者のグループが試作した，LED 照明からの位置情報を用いた視覚障害者向けの音声ナビゲーションシステムである．
天井ランプ型

このシステムでは，ＬＥＤ照明からの位置
カートに取り付けられた受信器

Fig. 4：スーパーマーケットでの動線解情報をもとに視覚障害者が目的地まで移動するのを支援することができる．

析システム（中川研究所の試作）

このシステムをもちいて実際に動線解析を行った例が Fig. 5 に示されている．
線の太さは通過した客数を示しているので，細い線の通路は客があまり通貨しなかったことがわかる．このような動線解析に使えば，スーパーはそのデータをもとに配置換えやフロアープランの変更をすることが出来る．
Fig. 6：LED 照明からの位置情報を用いた視覚障害者向けの音声ナビゲーションシステム（慶應義塾大学の試作．2012 年 2 月大阪
ATC エイジレスセンターで展示）

Fig. 5：スーパーマーケットでの動線解析結果

３.２ イメージセンサを受信デバイスとして用いた位置サービス（中川研究所の試作）

イメージセンサを用いた可視光通信の例が Fig. 7 から Fig. 9 に示されている．
Fig. 7 は，可視光通信技術を使って写真を

位置サービスは健常者には便利なもの

手軽に共有できるCASIOのiPhone向けアプ－14－

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リ「ピカピカメラ（PicapiCamera）」のシス技術を応用して正確な位置を計測できる点

テムを示したものであるが，可視光ＩＤをである．Fig. 8 は，三井住友建設，慶應義iPhone のカメラで受信したのち，そのＩＤ

塾大学の我々のグループ，中川研究所の共情報とＧＰＳによる iPhone 自身の位置情

同研究で行ったものであるが，可視光通信

報をクラウドサーバに送りサーバからＡＲとイメージセンサを用いて，橋梁などの対コンテンツを受け取って表示をするという象物の位置を正確に計測する技術を開発し方式である．

た．２ヶ所以上の地点でイメージセンサを用いて可視光受信を行い，位置が未知の可視光光源の位置を検出する方式である．数十メートル離れた対象物の 3 次元位置を数ミリの精度で計測することが可能である．
この写真は夜間の暗い時に撮影した風景であるが，白く光っているのが変調された白色ＬＥＤ光源である．この特長は，正確な測量が出来るという点以外にも，夜間でもFig. 7：可視光通信技術を使って写真を測量できる点，また人手によらず完全自動

手軽に共有できる iPhone 向けアプリ「ピカ

測量が行えるので長期にわたる位置モニタ

ピカメラ（PicapiCamera）」

リング観測が行える点などがある．

(画像提供：ＣＡＳＩＯ 飯塚宣男氏
2012 年)

この方式は，iPhone アプリを入れた同士で，楽しい写真を一緒につくったり， 複数
人のプロフィールを一回の撮影で全員共有したりすることができるが，もう一つの特徴としては，GPS で検出された iPhone の位置に限定されたＩＤを用いることでその場

Fig. 8：可視光通信を用いた橋梁の測量所に限定されたＩＤを使用することが出来（三井住友建設，慶應義塾大学，中川研

る点であり，少ないＩＤビット数でありな

究所 2008 年）

がら，あらゆる場所で混乱することなくそのＩＤを用いることが出来る．
イメージセンサを用いた可視光通信は
上記のように受信したデータをディスプレ
イ上に表示することができるというのが特徴であるが，もう一つの特徴は写真測量の

電波航法

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位置を正確に計測できる可視光通信測量
技術をロボット制御に応用した例が Fig. 9に示されている．これは，慶應義塾大学の我々のグループとＮＥＣが共同で開発し－15－

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たシステムであり，LED 照明からの位置情想されているので，それを利用した位置サ

報をセンチ単位で検出してロボットの移ービスが広く使われる可能性を秘めてい動を制御することができる．このシステム

る．

では，2 種類のイメージセンサを用いており，1 つの高速イメージセンサはＬＥＤ照明からの位置情報を受信し，もう１つの高解像度イメージセンサは高解像度の画像を撮影して位置を計算するのに用いられる．

Fig. 9：LED 照明からの位置情報をセン
チ単位で検出してロボットの移動を制御するシステム（慶應義塾大学とＮＥＣとの共同研究
2009 年）
４ まとめ

可視光通信は，現在急速に普及しつつある LED 照明等を利用して通信を行う方式であり，そのユビキタス性を利用したさまざ
まなサービスが提案されている．LED 照明
は特定の位置に固定されて使われることが多いため，それを利用した様々な位置サービスが検討されている．LED 照明が今後
ますますユビキタスに使われることが予

５ 参考文献(1) H. Sugiyama, S. Haruyama, M.
Nakagawa,"Brightness
Control
Methods for Illumination and
Visible-Light
Communication
Systems",
Third
International
Conference on Wireless and Mobile
Communications (ICWMC), August
2007.
(2) G. Ntogari, T. Kamalakis, J.
Walewski,T.
Sphicopoulos,"Combining Illumination Dimming
Based on Pulse-Width Modulation
With Visible-Light Communications
Based on Discrete Multitone",
IEEE/OSA Journal of OpticalCommunications and Networking,Volume: 3 , Issue: 1, January 2011 ,pp. 56 – 65.
(3) Uchiyama, Yoshino, Saito, Nakagawa,Haruyama, Kakehashi, Nagamoto,“Photogrammetric system using
visible light communication”, IEEE
34th
AnnualConferenceofIndustrial Electronics (IECON),
pp.1771 – 1776, November 2008,
Orlando, Florida, USA.
(4) Tanaka, Haruyama, “New Position
Detection Method Using Image Sensor
and Visible Light LEDs”, IEEE
Second International Conference on
Machine Vision (ICMV 2009), pp. 150– 153, December 2009, Dubai, theUnited Arab Emirates (UAE) .
(5) 中田啓道，木村遙介，松本佳宣，"可視光 ID 用光源選択システムの提案と評価"，信学技報，SIP2008-184，March
2009, pp.119-124.
(6) T. Nagura, T. Yamazato, M. Katayama,
T. Yendo, T. Fujii, H. Okada,"Tracking an LED array transmitterfor visible light communications in
the driving situation", 7thInternational Symposium on Digital－16－

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Object
Identifier
Wireless
Communication Systems (ISWCS),
September 2010, pp. 765 – 769.
(7) S. Itoh, Md. S. Z. Sarker, K.
Yasutomi, M. Hamai, Y. Iwama, I.
Takai, M. Andoh, S. Kawahito, "A
CMOS image sensor for car-to-car androad-to-car optical communication",
17th
International
DisplayWorkshops, Fukuoka, Japan, December
2010, pp. 2197-2200.

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「灯火を活用した新たな情報提供に関する調査研究」－ 海上保安試験研究センターの可視光通信への取組み －海上保安試験研究センター航行援助技術課
長 野 浩 樹１ はじめに
可視光通信技術とは、文字どおり目に見える光「可視光」をデジタル信号化して通信を行う技術であり、光源として高速応答性に優れた発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いる点が特徴の一つである。
海上保安庁で扱う航路標識（灯台や灯浮標(以下“ブイ”)）の灯器(発光部分の装置。以下“ＬＥＤ灯器”)は既に 80％以上（ブイは 100％）がＬＥＤ化しており、この灯器に可視光通信技術を組み込んで船舶(主にプレジャーボート等の小型船舶を対象)に航行安全に係る情報を提供して、海難防止を図ることが調査研究の目的である。
本件では、これまで行ってきた通信実
験を中心に、可視光通信の海上交通部門への応用に係る取り組みについて紹介する。
２ これまでの経緯
可視光通信には主に次のような特徴がある。

①電波のような周波数帯域制限や法律的な制限がない。
②情報の発信元(発光部)が分かりやすい。
③盗聴されにくく、セキュリティ対策上
安全・安心である。
④照明等、既存インフラが利用でき、ネットワーク等を容易に構築できる。
⑤人体や精密機器に影響を与えない。
⑥見通し内での通信に限られる。
⑦大気の透過率や自然・人工の光源による干渉で通信距離が制限される。
海上保安試験研究センター（以下“センター”）では、これらの特徴を踏まえつ
つ、可視光通信技術を航路標識へ生かす
べく研究に着手し、平成 19 年度から参画している「可視光通信コンソーシアム」※1（以下“ＶＬＣＣ”）「灯台サブプロジ
ェクト」と並行して活動してきた。
これまでに陸上での長距離通信実験（平成 20 年度）、動揺下にある船舶での受信を想定した通信模擬実験（平成 21、
22 年度）を経て、平成 23 年度には海上通信実験を行い、灯台→船で 2,000ｍ、※1 可視光通信コンソーシアム（ＶＬＣＣ）：
Visible Light Communications Consortium の略。可視光通信システムの研究・開発、
企画、標準化、普及を目的とした産学官賛同者の団体。灯台サブプロジェクトは可視光通信の実用化を目指して発足した社会システムプロジェクトの分科会の一つ。
参考 URL: http://www.vlcc.net/※2 ＡＲ:Augmented reality の略。拡張現実感又は強化現実感と訳される。現実世界の映像にコンピュータが作り出した情報を重ね合わせて表示し、利用者の活動を支援する技術。

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ブイ→船で 1,500ｍの距離でのデータ受信に成功、その受信精度を確認した。平
成 24 年度は、ＡＲ※2 技術を情報表示手法に用いた陸上通信実験を行いその有効性を確認し、
平成 25 年度に行う海上通信実験の足がかりを得た。

メラを使用、実験に特化した機材となっている。
受信画面上、信号を感知できる範囲は中央付近の一部(全体の１％程の面積)だったので、受信部を人が手持ちでカメラを保持し、船の揺れに対応した。
（写真２）

３ 平成 23、24 年度の調査研究
３．１ 平成 23 年度の実験の概要
平成 23 年度の通信実験では、送信受
信が１対１であることが基本であり、ＰＣ画面上に「吹出し」の形で目標の位置と受信データのテキストが表示された。
（写真１）
写真２ 受信部(破線円内)
双眼鏡に添架している。眼鏡様のものはﾍｯﾄﾞ･ﾏｳﾝﾄ･ﾃﾞｨｽﾌﾟﾚｲ＝HMD

写真１ 受信例(C 社の PC 画面から）
画面中央の○印が灯台の位置。情報を吹出しで表示している(横浜港内)
写真１はＶＬＣＣの参画企業である
カシオ計算機㈱（以下“Ｃ社”）の受信状
況を示すものだが、灯台の短い閃光時間（0.4 秒間）に、「VLCC／Japan Coast
Guard」の情報を送信するために、信号の伝送速度は約 1,000bps※3、受信にはフレームレート約 4,000fps※4 の高速度カカメラで捉えた実像に情報を重畳して表示するという点で実用的な手法だが、受信範囲が狭いと受信部カメラを保持するのがそれだけ難しくなる。実験でも距離が増すほど保持するのが難しくなり、受信情報の表示が所々で欠ける「文字飛び」が度々発生するなど、受信精度が低下した。それでも前述のとおりの距離での受信に成功し、可視光通信の海上での運用に可能性を見出すことができた。
３．２ 平成 24 年度の実験の詳細
平成 24 年度は、Ｃ社が開発した受信範囲がこれまでのより広く、複数目標を同時に補足できる機材（試作品＝通信速※3 ｂｐｓ：Bits per second の略。通信回線等のデータ転送速度の単位。ビット毎秒。１bps
は 1 秒間に 1 ビットのデータを転送できることを表す。
※4 ｆｐｓ：Frames per second の略。撮像周期（フレームレート）ともいう。デジタルカメ
ラで動画を撮影するとき、１秒間に撮影できるコマ数を表す。4,000fps のデジタルカメラ
であれば１秒間に 4,000 コマ撮影できる。

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度 150bps 以下、受信部カメラフレーム
レート 600fps）の貸与を受けた。これまでの１対１通信より情報を視覚的により分かり易く表示できるという点で有利である反面、送信できる情報は個々を区別するための識別情報（ＩＤ）に限られるため、画面上での情報表示はＰＣのプログラムで対応するか、外部サーバー等との通信により情報を得る必要がある。
実験では、情報表示のためのＡＲプロ
グラムを当センターで作成し、灯器４基からの信号を同時受信して情報をカメラ
画像に重畳表示させる等、一連の動作確認を陸上で行うこととした。
３．２．１ 実験機材
Ｃ社から、送信装置であるＩＤタグ５個と、受光部カメラ（またはセンサー）及び受信プログラムを借り受けた。
（写真
３、４）

写真３ 受信部ｶﾒﾗ

写真４ 送信装置「ID ﾀｸﾞ」
ＩＤタグは１辺が３cm ほどの正方形の基板の中央にＬＥＤが配置されている。
電池を含めても重量は約６ｇと非常に小さい。
簡単なインターフェース回路で既存のＬＥＤ灯器制御装置に信号を供給できる。ＩＤタグを同制御装置に組み込んだ状況を写真５に示す。

写真５ LED 灯器制御装置(後方の円形基板)と ID ﾀｸﾞ(破線円内)
３．２．２ ＡＲ情報表示について
位置と受信情報を「吹き出し」として表示する方法は、言わば単独の「点」表示であるが、２個あればそれらを結ぶことで「線」表示を、３個以上あれば「面」表示でき、情報提供の幅を広げることができる。
これら３つの表示方法をそれぞれ①
孤立障害表示、②航路法線表示、③立入
制限区域表示とし、ＡＲ情報表示の基本
パターンとした。
３．２．３ 野外通信実験
ＩＤタグを組み込んだＬＥＤ灯器の多点同時受信と作成したＡＲプログラム
による情報表示状況を確認するため、下記日程・場所で野外通信実験を行った。
ア 日時:平成 25 年２月 21 日 18～20 時
イ 場所:立川飛行場（陸上自衛隊立川駐－20－

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屯地滑走路） … 図１参照
ウ 参加人数:海保職員 23 名、VLCC５名
エ 主な使用機器
・ID タグ組込済 LED 灯器(緑×1、赤×2)
・同上 LED 浮標灯器(緑×1)・可視光通信受信装置（受光部カメラ、ノートＰＣ） … 図２参照

オ 実験方法滑走路の左右両脇に２台ずつＬＥＤ灯器を設置し、リヤカーに搭載した受信機材で移動しながら受信状況を確認した。
また、実験中は、適宜写真及びビデオ撮影を行った。

写真６ LED 灯器設置例

写真７ LED 灯器配置(矢印)（入港時を想定した配置）
図１ 野外通信実験位置図

写真８ 受信操作及び観測状況（破線円内は LED 灯器）

図２ 可視光通信受信装置

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３．２．４ 実験結果
実験では、用意した３つの表示パター
ンのＡＲプログラムは全て良好に動作した。受信距離は 150ｍと短かったが、こ－21－

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れは借用した受光部カメラのレンズに依存するものであり、遠距離に特化したレンズを使用すれば受信距離は伸ばすこと
ができる。
また、
多くはないが灯器以外の光源（街
路灯、交通信号機等）が背景にある中でも信号の発信源である灯器を識別して画面上に正しく重畳表示できた。
以下写真９～11 は、それぞれのパターンの表示例を示す。
① 孤立障害表示

航路法線表示は、左舷№１－№３標識
を緑線で、右舷№２－№４標識を赤線で結んで航路の位置を表した。
画面上で標識が遠方になるほど遠近感がつかみ難くなるが、手前の標識の吹出しを高く、奥を低くして上端を線で結ぶことにより遠近を立体的に表現した。
③立入制限区域表示

写真 11 立入制限区域表示

写真９ 孤立障害表示
孤立障害表示は、対象となる標識１基
を単独で表示する。吹出しで標識名を表示するのと同時に、標識周辺に危険域が存在することを同心円で波紋が広がるよ
うにアニメーションで表現した。中心に近いところを赤色で表すことで、直感的に危険域を認識できる。
現段階では光源の遠近と同心円の大きさに相関はなく、遠近に関係なく同じ大きさで表示される。
② 航路法線表示

写真 10 航路法線表示

立入制限区域表示は、Ａ～Ｄの標識４基を全て線で結ぶことで「面」を作り、更に囲まれた部分を塗りつぶしと色抜きとで交互に点滅させ、当該区域を表示する。
（“OFF LIMIT”と表示されている部分）
航路法線表示と同様に、手前の標識の吹出しを高く奥を低くしてそれぞれの上端を線で結ぶことで立体的に表示し、受信側の認識を補助する。
４ まとめ
４．１ 実験結果から
ＬＥＤ灯器への可視光送信装置「ＩＤタグ」の組み込みと、ＡＲ技術を用いた多点同時受信による情報表示プログラム
について、文字や形象については改良の余地があるが、同時に多数の目標を捕らえ、かつ、視覚的に分かり易く情報を提供するという初期の目標は、野外通信実
験でその有効性を確認し、達成すること
ができた。

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Ｃ社から借用した機材について、実用的な距離（１海里前後）を得るため、受光部レンズを改めて選定するとともに、バラつきのあったＩＤタグの性能を統一して受信精度の向上を図り、平成 25 年度の実海域通信実験につなげてゆく。
４．２ 今後の展望等
可視光通信では受光部に高速度撮影できるカメラと通信機能を必要とするが、最も有力視されている受信ツールがスマートフォン等の携帯端末である。現状でスマートフォンの高速度撮影性能は120fps が最大であるため、平成 24 年度
実験機材の 600fps との間にはまだ開きがあり、実用化するためには今しばらくの時間を要するものと思われる。
一方で現行のスマートフォンの性能で受信可能な低速変調の可視光通信※5 が実用化しており、これの利用についても検討を開始している。速報だが平成 26
年１月 23 日の実海域実験（平成 25 年度
調査研究分）でも海上からの受信に成功している。
（写真 12）
今後は携帯端末の性能向上と低速変調の可視光通信の両面から航路標識への利用を検討していく必要がある。

写真 12 実海域実験状況(横浜港内)
破線円内は大黒信号所の灯火と、3色発光する LED 灯器の位置
５ 謝辞
最後に、本件調査研究のためご協力いただいたＶＬＣＣ各位、陸上自衛隊立川駐屯地及び海上保安庁職員に対し、深く感謝を申し上げます。

※5 低速変調の可視光通信：カシオ計算機㈱が提供しているスマートフォン用の写真共有ア
プリケーション「ピカピカメラ」のこと。赤、緑、青のＬＥＤ光と暗間を加えた発光による信号を受信すると、予めクラウドサーバー上に登録された写真やキャラクターを画面上に重畳表示できる。実験では、３色発光できる灯器を用意し、船上からスマートフォンで受信した。
参考 URL： http://www.casio-isc.com/ja/

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電波航法と宇宙天気
情報通信研究機構電磁波計測研究所 宇宙環境インフォマティクス研究室長
石井 守
埋められたタイムカプセルから持ち帰った

１．はじめに「宇宙天気」という言葉は、あまり聞い紙に書かれた数字。それは過去に起きた大たことのない言葉かもしれない。もちろん惨事の日付と犠牲者の数が書かれていた。

宇宙に雨や雪、台風が発生するということ

やがて数字に予告された日付に大事故が起はないが、類似の現象により、人々の生活こる。さらに数字の最後には、これまで人は影響を受けている。我々情報通信研究機類が経験したこともない大惨事が待ってい構では、1988 年以来「宇宙天気」を業務た。それは 2009 年に太陽のスーパーフレとして継続的に情報提供を行っている。本

アで人類が滅亡するというものであった。
もちろんこれはフィクションではあるが、文では、この「宇宙天気」について説明し、太陽の活動は人類の活動に大きく影響を与我々の研究内容について紹介する。

えている。太陽は約 46 億年の長きにわたり輝き続けているが、これは水素がヘリウ

２．宇宙天気とは2009 年に、「ノウイング」というタイト（１）

ルの外国映画が公開された

。
“小学校で

ムに変わる核融合によって熱と光を出している。いわば天然の核融合炉が目に見える

図 1 宇宙天気の発生と影響－24－

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年カーナビや携帯端末などで利用が拡大しところにあることとなる。
この天然の核融合炉に対して地球は２つている、GPS などの人工衛星による測位にの強固な防護壁を持っている。一つは磁気誤差が生じたり、場合によっては利用がで圏と呼ばれる地球の持つ磁場である。これきなくなるなどの不具合が生じることが知が太陽からくる太陽風と呼ばれる電気を帯られている。

びた高温の気体が地球表面に届くのを防い

宇宙天気とは、太陽からの光や電波、高でいる。もう一つは地球の大気（超高層大

温の大気、そのバリアとなる地球の磁気圏気）であり、X 線や紫外線が地表に届くのや超高層大気がどのようになっているか、を防いでいる。これら２つのバリアに守ら人工衛星や地上の通信・放送インフラにどれることで地球に生命が誕生することが出

ういう影響を与える可能性があるかを実況来た。

し、予報するものであり、多くのユーザー

ただし、太陽活動の状態によっては、こが利用している。

のバリアをすり抜け、その一部が地球近くにまで到達することがある。今や気象や通３．宇宙天気の電波航法への影響

信・放送などで社会インフラとして不可欠

宇宙天気が電波航法に与える影響としてな人工衛星の運用や、電波の利用が主にこは、主に電離圏の時間空間的な乱れによるれにより影響を受ける（図 1）。特に、近衛星からの信号の遅延によるものが良く知

図 2 電離圏全電子数と衛星測位の遅延量との関係

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られている。更にその乱れが卓越してくるが地球の磁力線に沿って発達する。プラズと、測位衛星のロック損失につながるケー

マバブルの発生は日没直後であり、磁気赤スもある。

道（磁軸を基準に見たときの赤道）を中心

現在使用されている多くの衛星測位受信に急激に南北方向に発達した後、東向きに機は 1 周波による測位を行っているが、そ時速数 100 ㎞の速度で移動しつつ消失しての疑似距離には電離圏遅延量が含まれる。

いく。我が国は地理的には中緯度地域にあ

電離圏の遅延量はあらかじめモデルによっるが、地磁気の座標で見た場合には低緯度て想定されているが、電離圏の乱れがそのに当たり、プラズマバブルの影響を受けや想定を外れるほど大きいものになると誤差

すい位置にある。

の要因となる。図 2 は衛星から受信機まで

近年航空機の航法では衛星測位の活用がのパスに沿った電子の数（全電子数）と遅進んでおり、現在は測位衛星の情報をもと

延との関係を示している。通常良く使われに航空管制なしに離着陸を可能にする電子

る GPS 衛星の L1 信号（1.575GHｚ）を考え

航法システムの開発がすすめられている

た場合、モデルと現実が 100 TEC Unit

（２）

(10 の 18 乗個)異なると 15m 程度の誤差を

測位の誤差であり、電離圏の乱れを補正し生じることを示している。

たり予測することが求められている。

。この運用の際に問題となるのが衛星

また、GBAS 等で用いられているディファレンシャル GPS においては、リファレン

４．最近の宇宙天気スとなる受信機と実際の受信機との距離と太陽の活動が 11 年の周期で活発になっ

同レベルで電離圏の空間変化がある場合にたり静穏になったりしていることは良く知は大きな誤差要因となる。

られている。現在は太陽研究者により“サ

我が国において、衛星測位に最も深刻な影響を与える現象の一つに“プラズマバ

イクル 24“と呼ばれる期間が 2009 年頃か（３）ら始まったとされている（図 3）。

ブル”と呼ばれるものがある。これは、電サイクル 24 開始当初は活発な活動にな

離圏の中に生じる“泡”であり、周りの電るとの予想もあったが、実際には他のサイ離圏に比べて電子密度が極めて小さい領域

クルに比較して活動は小さく推移している。

図 3 近年の太陽活動の様子（青：観測された黒点数 赤：予測値）－26－

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太陽活動は太陽表面の黒点の数で表すこと

線や極端紫外線等によってその一部が電離が多いが、現在の黒点数は 60 程度で推移

され、電気を帯びた粒子から成る電離ガスしており、前回のピーク 120 程度の約半分（プラズマ）となっている。このプラズマとなっている。過去 100 年ほどを見ても、状態の大気が濃い領域を電離圏と呼ぶ。電

その活動は最低レベルとなっている。今回

離圏は、短波帯の電波を反射したり、人工のピークは 2013 年 5 月頃と予想されてい衛星からの電波を遅らせたりする性質を持る。

つため、人類活動への影響が大きい宇宙天

過去には、1650 年から 1700 年付近に至気の領域である。近年、衛星通信や衛星測る太陽活動の不活発期があり、“マウンダ位が活発になってからは、人工衛星の運用

ー極小期”という名称で知られている。この安定化を視野に入れて監視・予報する宇の期間には小氷河期ともいえる現象が起こ

宙天気の領域を広げてきた。

っており、通常は冬でも凍ることのないイ

我々は、宇宙天気を 3 つのカテゴリに分

ギリス・ロンドンのテムズ川が凍ったなど

けて検討している。まず第１段階として、の報告がある（４）。

宇宙天気の起源として太陽の動向を監視しサイクル 24 の今後の動向や、その後のている。太陽の観測は長らく地上からの可太陽活動がどのようになるのか、マウンダ

視光（人が見ることのできる波長の光）をー極小期のようなことが再び起こるのか、使った望遠鏡による光学観測が行われてきということは、太陽活動のメカニズムがまました。しかしながらこの方法では天気がだ完全に分かっていないために何とも言え悪いと観測できないことがあるため、近年ないというのが現状である。

では太陽から出される電波を地上で観測する方法と、人工衛星による観測がもっぱら

５．情報通信研究機構が行う宇宙天気予報

使われている。人工衛星による観測では可

情報通信研究機構では、短波通信の安視光だけでなく、X 線や紫外線などを用い定運用を目的とした超高層大気の監視と研ることで、黒点付近の磁力線の発達具合を究を長年にわたり行ってきた。高さ約より細かにみることができる。また、太陽60km 以上の地球の大気は、太陽からの X

から吹きだす太陽風をはっきりとみるため

図 ４ 人工衛星”SDO”で観測された太陽画像 左：可視光 中央：紫外線
右：太陽から吹き出す太陽風の観測

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に太陽表面を隠して周辺だけを見るように（５）工夫された観測も行っている（図 4） 。
第 2 段階としては、太陽と地球の間で重集することによって、ジオスペースの状態の監視や予測に向けた研究に取り組んでいる。

力の釣りあう点（ラグランジュ点）に浮か

電離圏は高さ 60 ㎞から 1000 ㎞くらいのぶ探査機“ACE”による太陽風の直接観測

電気を帯びた領域で、短波は地上と電離圏である。太陽風には、太陽から離れるときの間を反射して長距離を伝搬するため、古に一緒に磁場を伴って流れており、この磁

くから通信・放送の手段として利用されて場の向きが南向きだと地球の磁気圏が乱れいる。太陽フレアと呼ばれる太陽面の爆発やすくなることが知られている。このことに伴い発生した強い X 線や紫外線により、から、ACE では太陽風の速さ、濃さ、温度D 領域と呼ばれる電離圏の下部（高度 60～とともに磁場の向きと強さを観測し、太陽

90 ㎞）が異常電離し、短波が D 領域で吸風が地球に到達するおよそ 1 時間前に地上収されて通信が途絶える現象が知られていにその情報を送っている。これらの情報をる。この現象をデリンジャー現象と呼ぶ。

もとに、情報通信研究機構では毎日午後 2

デリンジャー現象が起こると短波による通時 30 分に予報会議を開催し、その結果を信・放送が数分から数時間にわたりできな

Web や電子メール、FAX などで結果を公開

くなる。他にも、太陽活動とは無関係に、している。

E 領域と呼ばれる高度 100 ㎞付近で突発的

これらの情報は、官公庁や地方自治体、にプラズマ密度が異常に高くなるスポラデ

大学・研究機関を始め、通信・放送関係会

ィック E 層と呼ばれる現象がある。スポラ

社、衛星運用会社、航空関連機関が多く利ディック E 層の発達により、通常は電離圏用している。またアマチュア無線家の利用を通過する VHF の電波が反射されて遠くまが多くなっている。

で伝搬し、地上アナログ放送の時には近隣

また、このような利用者が必要とする情報として、人工衛星の運用や送電線・パ

国の放送波による TV 放送への干渉が問題になったこともある。

イプライン等のシステムに影響をもたらす

このような電離圏の状態を把握するため地球周辺の宇宙空間（ジオスペース）の状に、情報通信研究機構では国内で 4 地点

態、そして、通信や放送の電波の伝わり方（稚内（北海道）、国分寺（東京）、山川に大きな影響をもたらす電離圏の状態があり、これが第 3 段階となる。ジオスペース
は磁気圏内部の領域を指す言葉で、人工衛星の運用などで人類が利用している宇宙空間を指す。この領域には、人工衛星に悪影響を与える高エネルギーの粒子が閉じ込められている放射線帯などがあり、情報通信研究機構では、地上の磁力計や短波レーダ
ー観測網、及び人工衛星の計測データを収－28－

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図 ５ 米国アラスカ州キングサーモ
ンに設置された NICT 短波レーダー

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（鹿児島）、大宜見（沖縄））、および南極関と共同し電離圏観測ネットワークを作り

昭和基地で 50 年以上にわたり、イオノゾ観測を進めている。また、国土地理院が国ンデと呼ばれるレーダーを用いた電離圏観内に整備している GPS 観測網「GEONET」の測を続けている（図６）。現在は観測後リ

データから電離圏全電子数（GPS 衛星－受

アルタイムでその結果が Web で公開され、信機間に存在する電子の総数）を計算し、現業機関等で利用されている。

日本上空の電離圏の乱れの状態を常に監視し、公開している。将来的には電子航法シ

６．次世代宇宙天気予報のための研究

ステムに情報を提供し電離圏の乱れを補正

これまで述べてきた宇宙天気予報の精度することができるよう研究を進めている。

をさらに向上するために、当機構では様々

また、冒頭に挙げた「ノウイング」のよ
うな大惨事が実際に発生するかどうか、発な研究を進めている。
前述したように、電波航法において我生した場合はどのような宇宙天気の状態とが国を含む中低緯度ではプラズマバブル等

なるのか、を調べるためには、スーパーコの影響が大きい。我々は、このプラズマバ

ンピュータの力を借りたシミュレーション

ブルがいつどのような時に生まれ、どう成を行い、その結果を検討する必要がある。

長するかを研究するために、タイ・ベトナ

特に東日本大震災以降、「極端現象」と呼ム・インドネシア・フィリピンの各研究機

ばれる、1000 年に一度程度しか起こらな

図 4 情報通信研究機構の電離圏観測網
電波航法

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い現象をもきちんと検証するべきであると他（４）「サミュエル・ピープスの日記いう機運が高まっており、宇宙天気の分野

第 6 巻 1665 年」国分社

でもその研究が盛んになってきている。

（５）NASA “Solar Dynamics

情報通信研究機構では 2012 年にスーパ
ーコンピュータの更新を行い、従来機に比Observatory“http://sdo.gsfc.nasa.gov/

べて 100 倍の速さの性能を持つものになった。この新型機を使い、これまで開発してきた太陽から地球の磁気圏までのシミュレ
ーションコードをより精緻化する開発を進めている。また、新たに地上から電離圏までのシミュレーションコードを開発、地上の気象などの影響を受ける電離圏の現象を再現することに成功した。これにより極端現象の私たちの生活への影響を検討し始めている。将来的にはこれらを一つのものに統合し、宇宙天気予報に役立てたいと考えている。
【参考文献】（１）“Knowing”, 2009 年 3 月 9 日公
開、監督：アレックス・ブロヤス、音楽：
マルコ・ベルトラミ、原作：ライン・ダグ
ラス・ビアソン、出演：ニコラス・ケイジ、
ローズ・バーン、チャンドラー・カンタベ
リー他（２）国土交通省「運輸多目的衛星用衛星航法補強システム（MSAS）飛行試験の実施について」平成 14 年 1 月 21 日国土高中
小航空局管制保安部無線課（３）NASA Science News
http://science.nasa.gov/sciencenews/science-atnasa/2008/10jan_solarcycle24/
NICT 宇宙天気ニュース
http://swnews.nict.go.jp/kiji/speci
al/080115_sunspot/080115_sunspot.html－30－

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北極海航路における航法システムの現状
海上保安庁交通部整備課安全システム開発室
高木 雄太が設置され、
アンガヴァ湾、
ハドソン海峡、

１ はじめに近年、地球温暖化による北極海の海氷減

フロビッシャー湾などカナダ西側の北極圏少に伴い、夏期限定ではあるが、北極海航では、毎年 7 月第 3 週ごろに航路標識が設

路が開通するようになった。この北極海航置される。そして、10 月の最終週には、設路を利用した場合、スエズ運河を利用する置された航路標識は回収されるか、もしく

既存のルートと比較すると、輸送距離や輸は不活性化される。

送時間が短縮できるなどのメリットがある

２．２ ノルウェーと言われている(1)。

ノルウェーの場合、ノルウェー本土の海

この北極海航路の有益性については我が岸全域に航路標識が設置されている他、ス国でも認識されつつあり、今後、北極海航ヴァールバル諸島沿岸及びそのフィヨルド路を利用する日本船舶は増加していくと予内も航路標識が設置されている。さらに、想される。その一方で、北極海において利スヴァールバル諸島の内水にも多数の航路用可能な航法システムについては我が国で標識が整備されている。

はあまり知られていない。そこで、本稿でその他、2007 年には、バルデという地域

は北極海に関する 2 つの文献を参考に、北に北方沿岸向けの VTS が導入され、バレン

極海において利用可能な航法システムにつツ海やノルウェー沿岸において船舶管制やいて概観する。

海洋環境の保全を行っている。
２．３ デンマーク(2)

グリーンランドの南西部沿岸には、昼標

２ Arctic Marine Infrastructure

文献(2)は、北極における航路標識や海上通信及び交通管制等の海上インフラについービーコンが整備されている。

て記述したものである。本章では、当該文

その他、グリーンランドの領海を通航す

献を参考に、カナダ・ノルウェー・デンマ

るすべての船舶に対し、6 時間ごとの位

ーク・アイスランド・ロシア連邦・アメリ

置・航路・速度・天候の通報を義務付ける、

カ合衆国が管理する、北極海の航法システ

GREENPOS というシステムが運用されていムについて述べる。

る。

２．１ カナダ

２．４ アイスランド

カナダ沿岸の北極海には、季節限定の航アイスランドでは、その内水に、固定標路標識が設置されている。カナダ東側の北

識や浮標が多数整備されている。その他、極圏では、毎年 6 月最終週ごろに航路標識

沿岸部には、海岸線全体をカバーするよう

電波航法

電波航法 No55.inddなどの固定標識や無線通信局およびレーダ

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に AIS 関連システムが設置されている。

っているが、北緯７５度以上の地域では、

また、
レイキャビクにおいては、
Maritime

通信容量が限られ、通信速度は遅くなって

Traffic Service による交通監視が行われしまう。現状では使用者が限られているたている。

め、それほど問題ではないが、今後は北極２．５ ロシア連邦

における商業活動が増え、広帯域幅をもつ

北極海航路上にある港を中心に、広範囲

アプリケーションへの需要が増加すると考にわたって固定標識および浮標を設置してえられている。そうすると、現状のシステいる。また、2020 年までを期限として海上

ムでは、北緯７５度以上の地域へ十分な接通信に関する投資をさらに増やすことを計

続速度と通信容量を提供することはできな

画している。

くなることが予想される。

２．６ アメリカ合衆国

こうした状況への対策として、細長い楕

アラスカの北方沿岸には、航路標識がま

円極軌道をもつ衛星打ち上げが検討されてったく整備されていない。しかし、アリュいる。

ーシャン列島の北方には、わずかに航路標

３．２ 衛星を用いた航行システム

識が設置されている。

操船者の大多数が選択している航行シス

VHF 通信のカバー範囲は、アラスカ南東

テムとして、全地球的航法衛星システム

部全体およびセント・ポールやブリストル（Global Navigation Satellite System：

湾の北方などアリューシャン列島の一部でGNSS)が挙げられる。
現状の GNSS としては、あり、VHF 通信が利用できない地域では、GPS やGalileo、
GLONASSなどが有名である。

HF 通信もしくは衛星通信が利用されていこれら GNSS の高緯度における課題としる。

ては、次の３つがある。
(1)信号増幅に使用される衛星からの信号

３ THE CONTRIBUTION OF SPACE TECHNOL(3)-OGIES TO ARCTIC POLICY PRIORITIES

は、北極地域まで届かない。
(2)現状の衛星軌道では、極地域の仰角が低文献(3)は、北極における利害関係者のニーズと、衛星技術がそのニーズに対してどくなる。
(3)極上空にある電離層の活動により、測位の程度貢献できるかについて記述している。 や航行の正確性が低下する。
本章では、当該文献にまとめられた衛星シGPS や GLONASS は、1990 年代の半ばからステムの内、船舶交通に関わる北極圏の衛運用されている円熟したシステムであるが、星システムについて要約する。

Galileo に関しては、完全な状態での運用

３．１ 衛星を用いた通信システム

は 2020 年以降となるので、ナビゲーション

現状の衛星通信システムとしては、イン衛星が予定通りに配置されれば、より精密

マルサット、
ユーテルサット、
イリジウム、な位置測定が可能になると考えられている。

グローバルスターなどが挙げられる。これ

３．３ 衛星を用いた地球観測システム

らの衛星通信システムは、北緯７５度以下

リモートセンシング技術により、海氷のの地域では十分な通信容量と通信速度を持マッピングや雪の特性評価、船舶と氷山を－32－

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見分けることによる航路の管理などが可能

４ おわりにとなる。

本稿では、北極海沿岸各国が保有してい北極地域の地球観測における課題としてる北極海の航法システム及び北極圏においは、次の 2 点がある。

て運用されている衛星システムについて概(1)レーダーのカバー範囲や、衛星の再訪頻観した。

度が限られているため、広範囲にわたって

今後、我が国においても北極海航路を利

高解像度をもつ観測機器の開発に影響があ

用する船舶が増えるものと予想される。本る。

稿がこのような船舶の安全に寄与すること(2)リアルタイムな画像データの有効性は、ができれば幸いである。

地上局の通信可能範囲と衛星に搭載された
リソース次第である。

５ 参考文献これらの対策として、ヨーロッパでは次(1) 稲野 雅之、三岡 照之、古屋 武志：

世代型の地球観測衛星が製造されている。

「北極海航路について―北海道港湾の

また、カナダにおいても新たな地球観測シ可能性に関する検討―」、2012、発行

ステムである RADARSAT Constellation が

元：国土交通省北海道開発局第 56 回開発されている。

（平成 24 年度）
北海道開発技術研究発

３．４ 衛星を用いた監視システム

表会

３．４．１ 捜索救難

(2) Arctic Council ：「 Arctic Marine

衛星を用いた捜索救難システムとしては、Infrastructure 」、 Arctic Marine

COSPAS-SARSAT が有名だが、COSPAS-SARSAT

Shipping Assessment 2009 Report、は、北極においても費用対効果の高い捜索pp.163-165、2009

救難手段である。

(3) Polar View：「THE CONGTRIBUTION OF

３．４．２ 海上交通管理

SPACE TECHNOLOGIES TO ARCTIC POLICY

衛星を利用した海上交通管理システムと

PRIORITIES」、pp16-18、2012

して、衛星 AIS が挙げられる。商業用の衛星 AIS は、カナダの exactView 社やアメリ

６ 謝辞

カの ORBCOMM 社により提供されているが、本稿の執筆に際し、電波航法研究会副会

信号の衝突・干渉・時間遅延・更新頻度と長・渡邉康夫氏に、多大なるご協力を賜り

いった課題がある。これらの課題を解決すました。心より御礼申し上げます。

るため、どちらの組織も衛星配置の拡大を計画している。
また、ノルウェーにおいても衛星 AIS 用の超小型衛星を運用している。しかし、こちらにも信号衝突・干渉・時間遅延・更新
頻度といった問題があり、衛星配置の拡大が検討されている。

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北極海航路の展望と課題
海洋政策研究財団（一般財団法人シップ・アンド・オーシャン財団）

市川 吉郎
上げることとしたい。

1 はじめに近年、北極圏、特に北極海については、様々な動きが報じられている。中でも、北２ 北極圏の現状

極海の海氷の減少については、地球温暖化

２．１ 北極圏の定義と絡めて取り上げられることが多い*。この
ほかにも、北極海沿岸諸国による大陸棚に一口に「北極圏」と言っても、色々な定義がある。

関する排他的権利の延伸問題や北極海沿岸

地理学的には北緯 66 度 33 分 39 秒以北

域における資源、とりわけ原油や天然ガスの地域が「北極圏」とされている。この地の開発など、政治や経済にまつわる話題も域では夏期に白夜、逆に冬期には一日中太

多く、今や世界でも有数の「熱い海」とも陽が昇らない極夜が出現する。
また、北極評議会*（AC:Arctic Council）

言える。
一方で、北極海の海氷の減少は、我が国

では、生態学的な観点などから「樹木限界にも影響を及ぼしている。中でも、現実に線より北側の地域」を「北極圏」と定義し眼に見える形で進行中なのが、北極海航路ている。この地域では最も高温となる月のの利用である。北極海を一般商船の航路と月平均気温が 10～12℃以下である。また、して利用できれば、我が国を含む極東と欧

この地域の面積は、全地球面積の約 5.5%

州、特に西欧や北欧を結ぶ有力な航路の一に相当する。

つとなり得ると期待されており、この航路
２．２ 北極圏の拠点を利用した我が国の企業も現れている。
しかしながら、北極海航路には、北極海

厳しい自然条件のため、北極圏には都市特有の克服すべき課題も多く、我が国の企は極めて少ない。西から見ていくと、ノル

業、特に海運会社がこぞって航路に参入す

ウェーのトロムソ（約 6.8 万人）、ロシアのるような状況には至っていないのが現実で

ムルマンスク（約 30.7 万人）、ボルクタ（約ある。ここでは、北極圏に関する一般的な

7.0 万人）、ノリリスク（約 17.5 万人）な

情報と北極海航路の現状を紹介するとともどがあるに過ぎない。このほかの居住地はに、航路に関する今後の課題について取り限定的で、先住民である少数民族の居住地を除くと、軍事、資源開発、科学上の観測* 海氷の減退には、地球温暖化以外にも様々な要因がかかわっている。

* AC については後述する。

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のための拠点であり、遠く離れて散在している。また、北極海沿岸部には、道路を含

２．３．２ ノルウェー沖の動向

む陸上交通手段があまり整備されていない。

ノルウェーの北海油田は 1980 年代に生経済･産業の面から見れば、不凍港であり産が本格化されたが、産出量は 2000 年を2010 年の時点で推古くからの軍事拠点でもあるムルマンスク、 ピークに減少しており、白海で最も重要な港であるアルハンゲルス

定可採埋蔵量の 40%が生産されたと見らク（アルハンゲルスク自体は北極圏外にあれていた。しかし、2011 年に北海から北極る。
）、エニセイ川河口域にあり世界でも最海にかけての海域で、新たに油田が相次い

大級のニッケル鉱山があるノリリスクなどで発見されている。なお、ノルウェー沖でが主要な経済圏となる。ロシア以外では、の石油資源開発には、我が国の企業も鉱区

ノルウェー最北部のキルキネスとその周辺を獲得している。
また、北緯 70 度付近にある町ハンメル

で鉄鉱石鉱山が開発されている。

フェストの沖合い 135km には、世界最北端の天然ガス田であるスノービットがある。

２．３ 北極圏の資源開発
最近の北極圏における主な石油、天然ガ

天然ガスは海底パイプラインで付近のメル

ス関係の資源開発の動向について簡単に紹

コヤ島の LNG プラント（これも世界最北介する。

端）に送られ、LNG 船で出荷されているが、我が国で建造された氷海 LNG 船も就航している。なお、2012 年と 2013 年には

２．３．１ ヤマル半島の天然ガス開発
ロシアでは、天然ガスの主力生産地域である西シベリア陸上での生産量減退が予測

スノービットから北極海航路経由で我が国に LNG が輸送された実績がある。

されており、これを代替する目的でヤマル
半島での天然ガス開発を進めてきた。現在

２．３．３ グリーンランド沖の動向の計画では 2016 年に生産を開始し、年間デンマーク領であるグリーンランドとそ

1,500～1,600 万トンの LNG やガスコンデの周辺海域には、アメリカ地質調査所

ンセート*を北極海航路経由で出荷するこ（ USGS ： United States Geologicalとになっている。2013 年 10 月には、世界

Survey）の調査では、480 億バレルに上るの船社に対し LNG 輸送プロジェクトの国

可採埋蔵量があると推定され、世界的に注（1）

際入札への参加が打診された 。これによ目されている。

ると、
ヤマル LNG は最大で 16 隻の砕氷型

2002 年から順次、鉱区の入札が行われ、LNG 船を建造する方針である、とされて我が国からも（独）天然ガス・金属鉱物資いる。

源機構（JOGMEC）などが出資した企業が参画している。

* ガスコンデンセート：天然ガス生産の際に地表で凝縮した液状炭化水素。性状は軽質でナフサに似る。

電波航法

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２．４ 北極圏における国際枠組み
南極圏の場合、南極条約によって南緯 60－35－

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度以南の領有権主張は凍結されており、軍事利用や天然資源開発も禁止されている。

３ 北極海の現状

これに対し、北極圏の場合は南極条約に匹３．１ 海氷敵する国際的な法的枠組みがなく、基本的北極海に浮かぶ氷は、ほとんどが海水がには既存の国際条約や国際慣習で関係国間結氷した海氷である（海水は塩分を含むたの利害が調整されることになる。

め氷点は-1.8℃程度）。まず、海水の最表面

例えば、北極海には沿岸国が設定した排で最初の氷である晶氷が形成される。海面

他的経済水域（EEZ）が存在する上に、国のわずかな揺らぎで晶氷は微細な氷の結晶

連海洋法条約第 6 部の規定に基づき、沿岸に破壊されるが、結晶同士は凍結して集り、国は排他的権利を有する大陸棚の延伸を主

一枚の薄い氷となる。これが成長して厚み張している*。

を持ったものが一年氷であり、一冬で厚さこうした国際的な法的枠組みの欠落を補

1.5m 程度に成長する。また、海氷同士がうものとして、1996 年に北極評議会（AC）

ぶつかり合って氷脈を形成することもある。

が設立された。AC は、関係国政府間のハ

ただし、凍結するのは海水中の水分だけな

イレベル・フォーラムと位置づけられ、北ので、高塩分の海水（ブライン）が排出さ

極圏の持続可能な開発と環境保護や、開発れるが、ブラインの一部は海氷に取り残さに伴う先住民への影響などについて関係国れる。このため、一年氷の強度は、淡水の間の協力を促進することを目的としている。 氷に比べると低い。
AC は北極海を取り囲むアメリカ、カナ

北極海では、6 月から 7 月になると、海ダ、ロシア、ノルウェー及びデンマークの

氷の上に積もった雪が融け始める。
やがて、5 カ国に加えて、国土が北極圏にかかるア

雪解け水は集まり、海氷の表面に水溜り（パイスランド、フィンランド及びスウェーデドル）を作る。水の反射率は氷に比べるとンの 3 カ国を加えた 8 カ国が正規のメンバ

低いため、パドルは太陽光から熱を吸収し、ーである。さらに、先住民の 6 団体が重要

その周囲の氷を融かしていく。パドルは広なステーク･ホルダーとして参加している

く深く成長していき、海氷に孔を穿つ。一のが特徴である。

度孔が形成されると、そこから一気に融解

正規のメンバーとは別に常任オブザーバ

水が海水中に流れ出ていく。融解水の大きーとしての参加も認められており、現在はな役割は、微細な孔や割れ目などを通じて

英、仏、独、西、蘭、伊、ポーランド、日、氷の結晶内に残っていたブラインの排出を

韓、中、印及びシンガポールの 12 カ国が促すことにある。夏に融け残った一年氷は

常任オブザーバーとして認められている。

二年氷となるが、二年氷はブラインが排出

なお、我が国は 2013 年 5 月に中、韓等とされているため、一年氷に比べて強度は高ともに常任オブザーバーとなった。

い。やがて、二年氷は多年氷となり、その厚さは 3～4m に達する。

* アメリカは国連海洋法条約に未加入のた

め、延伸を主張できる立場にない。

北極海の海氷は、概ね冬の終わりである
3 月に最大、夏の終わりである 9 月に最小－36－

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になる。なお、結氷時や夏期に海氷から排な減退は見られず、逆に過去 6 年間では最出されるブラインは、海洋の循環に大きな大の海氷海面面積となった。図 2 に、過去最小となった 2012 年 9 月の海氷分布状況

影響を及ぼししている。

を示す。
３．２ 地球温暖化と海氷の減退
北極圏は、地球温暖化の影響を最も受けやすい地域の一つであり、北極圏の平均的な気温の上昇幅は、全地球平均の約 2 倍に達している。この気温の上昇は、北極圏全体に大きな影響を及ぼしているが、北極海にとっては、夏期の海氷の減退という形で影響が現れている。

図２ 2012 年 9 月の海氷分布（2）これを見ると、ロシア側も北米側も海氷が消滅し、北極海航路が「開通」している
ことがわかる。この状態であれば、一般の船舶も条件付きではあるが、航行は可能で（2）

図１ 北極海の海氷面積の推移ある。

図１は、夏期の北極海において単位面積分布を示す。なお、2004 年は特別な事情が

当たり 15%以上に海氷が存在する海面のあった訳ではなく、1979～2000 年の間の面積の推移を表したものである。これを見平均的な海氷分布と類似しているため例示

ると、2008～2011 年の 4 年間は、1979 年したものである。
図３を見ると、
ロシア側、以降で海氷海面面積が小さかった 3～6 位

北米側ともに海氷で航路が閉塞され、特にの年に相当するが、それでも過去 30 年間

カナダ側はほぼ完全に塞がれた状態となっ（1981～2010 年）の平均的な水準の下限ている。ロシア側を航行するとしても、砕付近にあった。しかし、2012 年はさらに大氷船のエスコートを受けた耐氷構造を有す

きく減退し、
観測史上最小の面積となった。

る船舶でなければ、航行は不可能である。

参考までに、図３に 2004 年 9 月の海氷

なお、9 月で比較する限り、2013 年は大き電波航法

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ば、北緯 70～85 度の平均気温は周期的に変化しており、これから、北極海航路の内の NSR（Northern Sea Route）部分の氷象について、2010～2015 年は減退、2015～2020 年は平均的、2020～2040 年は平均的か厳しい、と予測している（3）。
４ 北極海航路
４．１ 当財団と北極海航路の関わり
当財団は、1993～1999 年に日本財団の支援の下で「国際北極海航路開発計画」
図３ 2004 年 9 月の海氷分布（INSROP: International Northern Sea（2）

なお、海氷の盛衰については気温の影響

Route Programme / JANSROP: Japan
Northern Sea Route Programme）を実施

のみではなく、グリーンランド側やベーリし、2002～2006 年には「北極航路の利用

ング海峡から流れ込んでくる海流の影響な促進と寒冷海域安全運航体制に関する調査

ども考慮しなければならない。また、冬期研究」（JANSROPⅡ）を実施するなど、（3 月）の海氷について見ると、減少傾向

長年にわたり北極海航路の問題に取り組んにあることは確かだが、夏期ほどに大きなできた。
また、この一環として、1995 年 8 月に海氷の減退は確認されていない。

は、砕氷貨物船「Kandalaksha」号により、横浜からノルウェーのキルキネスまでの実

３．３ 北極海の海氷の将来
北極海の海氷の将来については、様々な船航海試験も行った。Kandaluksha は予測が提示されている。政府間気候変動パ

SA-15 型と呼ばれる砕氷商船であり、長さネル（IPCC:Intergovernmental Panel on

174m、幅 24m で厚さ 1m までの氷なら連

Climate Change）が 2007 年に発表した第続砕氷航行が可能である。なお、この時は4 次報告書では、2030～2040 年代には、

シベリア沿岸に氷が無かったため、あえて

夏の北極海から、ほとんど海氷が消える可

北側へ針路を変更しており、通常の北極海能性を指摘した。2013 年 9 月に公表され航路よりはかなり北方を航海した。

た第 5 次報告書でも、1979 年以降の夏期

さらに、2010～2012 年には「日本北極の海氷について、10 年当たり 9.4～13.6%

海会議」を設置し、北極海航路に限らず、（10 年当たり 73～107 万 km2）減少して

広く北極海に関する問題を多元的、統合的いると指摘している（高い確信度）。

に把握し、我が国がとるべき政策や戦略に一方で、これとは反対の見解を示すもの

ついて検討した。検討の結果は「北極海のもある。
ロシアの極地研究所（AARI：Arctic

持続可能な利用に向け日本がただちに行う

and Antarctic Research Institute）によれべき施策」という提言にとりまとめられた。

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この提言については、その後、我が国の AC

表 1 ロッテルダムまでの距離（海里）の常任オブザーバー資格の取得、海洋基本

北極海航路経由

スエズ運河経由計画に北極海航路の利用検討が盛り込まれ

苫小牧

7,034

11,609るなど、着実に実現に移されている。

横浜

7,397

11,279釜山

7,697

10,949上海

8,257

10,568４．２ 北極海の航路
４．２．１ 北東航路と北西航路
北極海の航路には、ロシア沿岸を通る北次に利点として考えられるのが、地政学

東航路と、アラスカからカナダ沿岸を通る的なリスクが低いことである。従来のスエ北西航路の 2 ルートがある。

ズ運河経由の航路では、潜在的に不安定な

このうち、北米沿岸を通る北西航路につ

中東地域を通過せざるを得ず、政治的なリ

いては、2011 年に初めて「開通」したが、スクがある。また、紅海からインド洋にか依然として氷況は厳しく予測も難しいこと

けては、世界的な海賊多発地域である。こや、沿岸での経済活動が活発ではないこと、のようなリスクは、船舶保険料の高騰の要商船を支援できるような強力な砕氷船がな因となる。これに対し、北極海航路では、

いこともあって、現在でも目立った動きは

現在のところは地政学的なリスクはほとんない。

どないと言ってよい。

この稿では、「北極海航路」とは、ロシア沿岸を通る北東航路を意味している。

ただし、距離の優位性については、氷況やその他の状況に応じて変化し、絶対的なものではない。また、リスクの優位性につ

４．２．２ 北極海航路の特徴

いても、北西航路も含め北極海航路には厳北極海航路の特徴として挙げられるのは、 しい自然というリスクが存在するので、常なんと言っても東アジアと欧州を結ぶ際のに相対的に評価する必要があるのは言うま
距離の優位性である。表 1 に東アジアの主でもない。

要港湾から欧州最大の港湾であるロッテル
ダム港までの距離について、北極海航路を

４．２．３ 北極海の航路の法的規制経由した場合と、従来どおりのスエズ運河

４．２．３．１ 北極海航路
ロシアは 1991 年に北極海航路を通航すを経由した場合の比較で示す。
当然ながら、北方に位置している港湾ほる場合の事前の申請手続きや船舶の構造など北極海航路に近いことから、優位性が増どを定めた「北極海航路通航規則」

している。距離の短縮効果は最大の苫小牧（ Regulation forで 39.4%、最小の上海でも 21.9%となっている。距離が短いということは、海運にとSeaway of the Northern Sea Route）を制定した。
国連海洋法条約第 234 条は、年間の大部っては、燃料コストの削減、航海日数の短縮、といったような効果がある。

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No.55（2013）

Navigation on the分の期間が氷結する自国の排他的経済水域－39－

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が、船舶の航行に支障や特別な危険を及ぼている。しかし、最近の海氷の減退によりし、かつ、海洋の汚染が生態系に著しい害

同諸島の北側を通航することも可能になっを及ぼすそれのある場合は、その氷結区域ており、その場合は喫水制限はない。

を航行する船舶に対し、海洋汚染の防止を

その後、ラプテフ海を通過し、セベルナ

目的として、沿岸国が法令を定め、執行でヤゼムリヤ諸島と本土との間のビルキツキ

きる権限を認めている。

ー海峡を通過するが、この辺りが北極海航

北極海航路のほとんどは、ロシアの排他路では最も氷況が厳しいところで、最後ま的経済水域又は領海内を通過しているが、で海氷が残る海域である。カラ海を抜けノ

ロシアはこの第 234 条の規定を根拠に、北バヤゼムリヤの南側のカラゲート海峡を超

極海航路を通航する船舶に対して管轄権をえればムルマンスクなどがあるバレンツ海

有すると主張している。

に出る。なお、近年の海氷の減退でカラゲート海峡ではなく、ノバヤゼムリヤの北側

４．２．３．２ 北西航路

を通る航路も利用可能となっており、ノル

北西航路は、カナダ沿岸の北極海に浮かウェー海方面に向かう短絡航路となる。

ぶ約 19,000 の島々の間を通過する航路から形成されているが、カナダは北極海の島々の外側に直線基線を採用している。基線は領海を定める基準線であり、その内側

NSR の部分

は内水となる。

（約 2,300 海里）

国連海洋法条約では、内水における無害通航権を認めておらず、通航は全て沿岸国の主権による制約を受けることになる。こ

図４ 北極海航路のイメージ図

れに対して米国は、島嶼間を抜ける航路のうち、慣習的に国際海峡とされていた航路

ロシアでは、ベーリング海峡からノバヤを通航する船舶には、国際海峡としての通ゼムリヤに至るまでの約 2,300 海里の区間

過航行権を認めるべき、と反論している。

を NSR（Northern Sea Route）と定義し、ここを通航する船舶に前述の北極海航路通４．３ 北極海航路の概況（図４参照）

航規則を適用している。

東アジア側から北極海航路に入るには、
ベーリング海峡を通過することになる。次４．４ 北極海航路の通航にチュクチ海を通過し、ウランゲル島と本４．４．１ 通航の準備（申請手続き）

土との間のロング海峡を通過、東シベリア

北極海航路を通航するためには事前に許海に出る。ノボシビルスク諸島では、島嶼可を取得する必要がある。第一段階は、ロ間のサニコフ海峡を抜けるのが一般的であシア中央船舶海洋設計研究所（CNIIMF）

るが、同海峡は 11m の喫水制限が課されてから Ice Certificate を取得しなければならおり、北極海航路の大きな制約要因となっない。ここでは、船舶の構造、特に一般に－40－

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Ice Class と言われる耐氷構造や船舶の設備などが審査される。

海面が海氷で覆われても、氷況が厳しくなければ、１隻の砕氷船の後を数隻の商船

次にロシアの北極海航路管理局（NSR

が続行する船団航行が可能である。一方、

Administration：NSR 管理局）に航行許

現在、
NSR で使用されている原子力砕氷船

可の申請を提出しなければならない。2012の最大幅は 30m であり、砕氷部分の幅は年までは、航行の 4 ヶ月前までに申請する

これより若干狭い。従って、1 隻の砕氷船ことが義務付けられていたため、北極海航でエスコートできる船の幅はパナマックス

路利用の際の障害の一つとされていたが、（幅 32.2m）よりやや大きめ程度が限界と2013 年からは 2 週間前に申請すればよいこととなった。

なる。幅が 50m を超えるような大きな船舶が、氷況が厳しいときに通航する場合にNSR 管理局では、申請に対して、条件を付して航行を許可している。主な許可条件

は、2 隻の砕氷船によって砕氷して航路幅を確保することになる。

としては、船体の構造と氷況に応じてロシ

さらに、氷況が厳しくなると、砕氷船がア原子力船公社（ROSATOMFLOT）の原

商船を曳航することになる。ケーブル等で

子力砕氷船のエスコートを受ける、船長や曳航すると、砕氷船が割った氷の破片が砕

船員の氷海航行の経験が規定に達しない場

氷船と曳航される商船の間に割り込み、曳合は氷海パイロットを乗船させて指示に従航すら困難になることがある。このようにう、などである。

極めて厳しい氷況時にはクローズ・トゥー

なお、原子力砕氷船のエスコート料金や

イング（close towing）を行う。これは、氷海パイロットの料金などは、当然ながら砕氷船の船尾に設けられたスターン・ノッ

申請者が支払うことになる。

チに被曳航船の船首を直接つなぎ、間隔をあけずに曳航する方法である。なお、曳航４．４．２ 実際の通航される船舶の排水量が砕氷船の排水量を上航行海面にほとんど海氷が存在しなけれ

回ると、操縦性能が著しく低下することがば、一般の海洋と同様の航海が可能である。

知られている。現在の砕氷船の排水量は約

LNG 船やばら積み貨物船では、最大 16kt

23,000t であるので、この排水量がクロー程度の速力で航海することが可能であり、ズ・トゥーイングされる船舶の限界の大き

海氷が最も減退した 2012 年の実績では、さ、ということになる。

NSR 通過時の平均船速が 13kt 以上に達した船舶もあった（4）。
航行海面に流氷が認められる場合は、減現在、一般の商船が、北極海航路を通航

速せざるを得なくなるが、十分な耐氷構造可能なのは 6 月下旬から 11 月中旬までのがあれば単独航行が可能である。海面の大約 4 ヶ月半程度である。この内、初夏は海半が海氷に覆われると、もはや一般船型の氷が残っており、航行条件としては良いと

商船での単独航行は不可能となり、砕氷船

はいえず、航行速度も上がらない。7 月下のエスコートを受けなければならない。

旬ぐらいから海氷が融け始め、8 月から 9

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４．４．３ 通航可能時期

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月にかけて航路が「開通」の状態となる。

表２ 北極海航路トランジット貨物量（4）

この時期は、大型商船であれば 10kt 以上（単位：t）の平均速度が期待できる。10 月に海氷面積が増大を始めるが、11 月頃までの海氷は形液体貨物成された直後の海氷で成長していないため、 ばら積み貨物
航行には大きな支障を及ぼさない。
海産物
なお、海氷が最も減退した 2012 年は、8月上旬には「開通」となったが、2013 年は

一般貨物
合 計

8 月が低温傾向であったこともあって、「開通」となったのは 9 月上旬であった（5）。

2012 年2013 年

894,079

911,867

339,201

276,939

8,263

66,868－100,233

1,264,545

1,355,897

2013 年は航路の「開通」が、2012 年に比べ 1 ヶ月遅れと氷況が厳しかったにもか

４．４．４ 通航の実績かわらず、通航隻数、貨物量ともに伸びて

東アジアと欧州を短絡するという意味での北極海航路の外国船による通航実績は2009 年が最初であり、ドイツの 2 隻の重いることは特筆に値する。
NSR 管理局への申請時期が 4 ヶ月前から 2 週間前に緩和された効果もあったものと思われる。

量物運搬船が韓国からオビ川河口のノビイ
港を経由して欧州に帰港した。これはロシ
ア船籍以外の船舶が北極海航路で東アジア
から欧州に抜けた初めての例である。2010
年にはノルウェーのキルキネスから中国へ

我が国関連では、2012 年にスノービッ
ト・ガス田の LNG を北極海航路経由で輸送したのが最初である。
2013 年にはナフサを積んだタンカー2 隻と LNG 船１隻が北極海航路を利用した。

鉄鉱石を輸送し、これが外国船による初の中国は、北極海航路の使用に積極的であ北極海航路トランジット通航となった。

り 2013 年には中国からロッテルダムに向2011 年以降については、NSR 管理局がトランジット通航の実績を、とりまとめて公表している（4）。なお、NSR 区間を通過するという意味で、極東ロシアとムルマン

けて初めてコンテナを輸送した。韓国は、欧州企業の主導ではあるが、北極海航路を利用してガスコンデンセートを輸入し、航空燃料に加工して欧州に輸出している。

スク間などのロシア国内の運航も、トラン
ジット運航の実績には含まれている。

４．５ 北極海航路の航行支援施設等

これによれば、トランジット運航船舶の2012 年が 46 隻、実績は 2011 年が 41 隻*、
2013年は71隻であった。
2012年及び2013
年は貨物量も明らかにされている（表２）。

北極海航路には、現在、6 つの GPS 補正
基地局が置かれており、常時稼動している。
電波の到達距離は 280～300km、補正後の誤差は 1～5m である。ただし、北極海航路全般をカバーしている訳ではなく、チュ
クチ海のほぼ全域やラプテフ海の一部など* 34 隻とする資料も多いが、ここでは NSR

はカバーされていない。このほか、1,552

管理局の数値に統一した。

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の航行支援支援設備がある（6）。特に、北極され、原子力砕氷船の来援を待つこともあ海の島々は平坦でレーダーに映りにくいたった。このような待ち時間の発生は、距離

め、島にはレーダー･リフレクターが設置さと時間の短縮というトランジット航路の優れている。静止衛星である通信衛星につい

位性を損ないかねない。今後、NSR 通航船ては、極圏では使用できない。INMARSAT舶が増加した場合は、船団航行などで効率

は、北極海航路のうち、概ねセベルナヤゼ化を図っても、現在の体制では不足するとムリヤ諸島からノバヤゼムリヤに至るまで予測されている。

の間で通信困難になる。
海図は NSR 管理局が発行しており、現

５．２ 通航可能期間
現在の通航可能期間は、概ね 6 月下旬か

在、98 枚の英語版海図と 10 点余りの英語（4）

なお、
版航海用刊行物が出版されている 。
海図は 1990 年代に発行されたが、正確性（7）

ら 11 月中旬までの間であり、通年ではない。今後の氷況によっては、通航可能期間。2013 年が拡大することも十分にあり得るが、それ12 月には、ラプテフ海で面積 500 ㎡の新でも通年にわたって航行可能となるとは考に問題があるとの指摘もある（8）たな島が発見されたという報道もあった 。 え難い。これは、資源などのスポット輸送
では大きな問題とはならないが、コンテナ
５ 北極海航路の課題

船のような定期船では大きな問題となる。

５．１ 原子力砕氷船
現在、北極海航路（NSR）では、ロシア

５．３ コスト

原子力船公社の原子力砕氷船４隻*が航行

北極海航路を利用する船舶は、耐氷構造支援の任についているが、これらは 1985

であることが望ましい。耐氷構造ではなく～2007 年に建造されたもので、一部で老朽とも氷況が穏やかな場合は、原子力砕氷船化が進んでいる。ロシアでは、原子力砕氷のエスコートを受ければ通航可能であるが、船の耐用稼働時間を 10 万時間と定めてい航行の機会を多く確保するには耐氷構造がるが、延命工事により耐用稼働時間を 15必須であろう。耐氷構造は、船首部や喫水～17.5 万時間に伸ばすことで対処してい線回りの補強や低温対策が主となるが、こる。また、60MW の原子炉を搭載した新型れにより船価は上昇する。また、船体重量

原子力砕氷船を、
2017～2021 年にかけて 3の増加が避けられないため、燃費性能は悪隻新造する計画がある。1 番船の建造は決化し、コスト増加要因になる。

定されたが、計画通りに進捗するかについては予断を許さない。

ロシア側に支払う原子力砕氷船のエスコ
ート料や氷海パイロットの料金などもコス2013 年は、近年でも氷況の厳しい年であったが、NSR 通航中の船舶が海氷で足止め

ト増加要因である。これらの料金設定については不透明な点も多く、将来の料金動向についても予測がしがたい面もあり、北極* 内１隻は 2013 年に退役。また、他に浅喫水用原子力砕氷船が 2 隻ある。

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海航路の継続的な利用を躊躇させる要因の一つといえよう。

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北極海航路には、スエズ運河経由のような地政学リスクはないが、厳しい自然環境

６ おわりにの中を航行するというリスクがあり、これ当財団は約 20 年以上前から北極海航路

は船舶保険料にも反映されるはずである。

に大きな可能性を見出し、調査研究を続け

北極海航路の継続的な利用のためには、てきた。近年、我が国でも北極海航路への上記のようなコストを組み入れても、スエ関心が高まってきており、国も検討会など

ズ運河経由に比較して、競争力があるものを立ち上げているところである。一方で、である必要がある。

持続可能な利用については、考慮すべき課
題が残っているのも事実である。
最後に、常日頃から当財団の活動を支援

５．４ 環境面でのリスク
北極海は低温の環境であり、一度、海難して頂いている日本財団に深く感謝を申し

事故で油などによる海洋汚染が発生すれば、 上げます。
環境の回復に膨大な時間を要し、生態系に（参考文献）

甚大な被害を与えるおそれがある。
海難事故ではなく、通常の運航をしてい(1)日本海事新聞 2013 年 10 月 15 日付

る船舶から排出される物質も懸念材料であ「7 船社に国際入札打診」（1 面）

る。特に排気ガスについては、窒素酸化物(2)アメリカ国立雪氷データセンターHPや硫黄酸化物のみならず、ディーゼル･エン(3)北極海航路の持続可能な利用に向けたジンから排出されるブラック･カーボン*が国際セミナー in 札幌 講演資料 p3-16

海氷上に沈着し、これが熱を吸収して海氷(4)NSR Administration HP “TRANSITされている。これについては、現に国際海STATISTICS”(5)海事プレス 2013 年 9 月 13 日付「ウェ事機関（IMO）でも議論されており、当財

ザーニュース、北極海航路の開通確認」

団でも「北極海航路における船舶からの黒（15 面）の溶融を促進させるのではないか、と懸念

煙（ブラック･カーボン）に関する調査研究(6)北極海航路の持続可能な利用に向けた
国際セミナー in 札幌 講演資料 p3-13

事業」（日本財団助成事業）を実施している(7)日本北極海会議報告書 海洋政策研究

ところである。
このほか、航路通航が増加することによるシロクマやアザラシといった生態系への財団 ｐ96(8)時事通信 2013 年 12 月 4 日付「北極海影響も考慮しなければならない。北極海航で島発見＝ロシア」

路で深刻な環境問題が惹起すると、持続可(3)と(6)のセミナーの資料は以下のURL で能な利用が困難になるおそれもある。

ご覧になれます。
* IMO などで議論されている「ブラック･http://blog.canpan.info/oprf/archive/1317

カーボン」は、一般に認識されているブラック･カーボンより若干範囲が広い。

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特別研究会 東京大学大気海洋研究所の見学
電波航法研究会事務局
１ はじめに2013 年11 月22 日に､電波航法研究会の特別研究会を実施した｡本年は､11 名が千葉県柏市にある東京大学大気海洋研究所を見学した｡本稿では､その概要を紹介する｡
２ 大気海洋研究所の紹介
集合場所であった会議室において、大気海洋研究所国際連携センターの道田豊教授
より、大気海洋研究所の沿革や組織につい写真１ 道田教授による講演て紹介があった。
２．１ 沿革３ 国際沿岸海洋研究センターの被災と1962 年 4 月、東京大学に附置された海洋

その後研究所、そして 1991 年 4 月、東京大学理学

大気海洋研究所の沿革及び組織の紹介後、部に設置された気候システム研究センター

道田教授より、「国際沿岸海洋研究センター

設立準備室。大気海洋研究所は、これら二の被災とその後」と題した講演が行われた。

つの施設が2010年4月に統合されて発足しこの講演では、実際の写真を通して、岩た。

手県大槌町にある国際沿岸海洋研究センタ

２．２ 組織ーの東日本大震災直後の様子と、その後

大気海洋研究所は、三つの研究系・研究
連携領域・三つの付属研究施設において、徐々に復興の道を歩んでいる様子が紹介された。

その名のとおり、気候や海洋に関する研究中でも、被災した国際沿岸海洋研究センを行っている。また、所外研究者との共同ターでは、通常は地下に造られることの多利用や共同研究を支援するための施設とし

い RI 実験室（放射性物質を取り扱う施設）て、共同利用共同研究推進センターが設置

を 3 階に造ったおかげで、RI 実験室は津波されている。その他、学術研究船として、2による被害を免れたというエピソードが印隻の船舶を所有している。

象的であった。万が一を想定することの大切さを再認識することができた。

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４ 飼育実験施設
道田教授による講演の後、大気海洋研究所内にある飼育実験施設の見学を行った。
飼育実験施設には、光環境調整実験室・調温実験室・特殊環境実験室など多様な施設があった。
今回の特別研究会においては、
その中の一つである海洋生物の飼育室を見学した。
飼育室内には、ウナギやマス、小型のサ
写真２ 海洋観測機器棟

メなど多様な海洋生物が飼育されていた。
この施設では、それら海洋生物の脳波や血圧・心拍数の測定を行い、海洋生物の体液調節機構について調べる研究や、サメやエイの卵を飼育して、子どもが卵の中でどのように成長していくのか調べる研究など、海洋生物の生態に関する様々な研究が行われていた。
５ 海洋観測機器棟

写真３ 採水器

飼育実験施設の見学後、海洋観測機器棟を見学した。
棟内には、様々な海洋観測機器が管理さを採水したい場合には、200 リットル～250

れていた。
今回は、
それら観測機器のうち、リットルクラスの大きさのボトルを使用す

深海の海水を採取する採水器や、海底の泥ることもある。また、種類によっては水深を採取する採泥器、そして水の拡散や細か

１万メートルまで海水を採取することが可

なゆらぎを観測する乱流計などの紹介があ能であり、過去には、マリアナ海溝の海水った。

を採取したこともあるそうだ。ただし、そ５．１ 採水器

れほど深いところにある海水を採水するに採水器は、様々な深さの海水を採取する

は、6 時間以上の時間を要すると説明があための装置である。写真３のような上下にった。

ふたのついたボトルを、ふたを開けたまま

５．２ 採泥器

海中に沈め、目的の深さでふたを閉めるこ

採泥器は、装置を海底に落として、泥のとにより、海水を採取する。複数の採水ボ中に装置を沈めて、それを引き上げること

トルを利用することで、一度沈めるだけでで海底の泥を採取する。堅いところに落と

異なる水深の海水を採水することができる。 すとステンレスが曲がることがあり、そのボトルの大きさはさまざまで、多量の海水ため、この装置を使用する際には、センサ－46－

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ーを利用して海底の硬さを確認するそうだ。
また、海底の泥と一緒にメタンハイドレー
ドが入っていることもあり、海上に引き上
げたあと、安易に装置の中をのぞくと、メタンハイドレートが気化し、爆発する可能性もあると説明があった。
５．３ 乱流計
乱流計は、水の拡散や細かなゆらぎを観測する装置である。水の拡散や細かなゆら
写真４ 採泥器ぎは、一見なんでもないことのように思えるが、エサとの遭遇率に影響を与えるなど、海洋生物に様々な影響を与えるため、重要

でき、壮観な眺めであった。

なファクターである。このような装置を用いて、海中の乱流を直接計測できるように

７ おわりに今回の特別研究会は、東京大学大気海洋

なったのは最近のことであり、乱流計は現在注目を集めている装置の一つであるそう

研究所の見学を行った。
道田教授による大気海洋研究所の紹介やだ。

ご講演、その他、海洋生物の実験室・海洋
観測機器の紹介など、興味深い内容が多く、

６ 大気海洋研究所の施設紹介
海洋観測機器棟見学後、大気海洋研究所

有意義な特別研究会となった。

の施設紹介が行われた。
大気海洋研究所は、最後に、特別研究会のために施設見学のすべての階が同一の構造をしており、その手配や各施設の紹介を行っていただきまし一方で、階ごとに壁の色が異なっているとた大気海洋研究所国際連携センターの道田ころが特色であると紹介された。また、研教授及び大気海洋研究所職員の皆様に心よ

究者同士の交流のために、交流ラウンジがり御礼申し上げます。

用意されている。外国の大学では一般的だ
が、日本ではそういったスペースをもつ大
東京大学大気海洋研究所

学は少ないそうだ。
各階の紹介後、屋上見学を行った。研究・所在地〒277-8564 千葉県柏市柏の葉 5-1-5

所の屋上へ上がると、ちょうど夕焼けの頃合であり、空の赤色がきれいであった。屋

・ホームページ

上からは、遠くの町並みから、すぐ近くに

http://www.aori.u-tokyo.ac.jp

あるサッカースタジアムまで見渡すことが電波航法

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写真５

大気海洋研究所屋上にて集合写真－48－

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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」講演及びパネルディスカッション参加報告
海上保安庁交通部整備課安全システム開発室
高木 雄太
船舶の安全航行への寄与のほか、物流の効

１ はじめに2014 年 1 月 20 日から 24 日にかけて、海率化、船舶の捜索救助活動等の分野でもそ上保安庁及び海洋政策研究財団により、「次の有用性が世界的に認識されるようになっ世代 AIS 国際標準化のためのワークショッ

た。
今後、
さらに AIS の利用が拡大すると、プ」が開催された。

大量にやりとりされる情報によって AIS 通

このワークショップは、船舶自動識別装
置(Automatic Identification System: AI

信網が圧迫され、円滑な通信ができなくなると考えられる。

S)による通信のさらなる高速化・効率化を

そこで、予測される通信容量の不足を解可能とする次世代 AIS(VHF Data Exchange

消し、拡大する利用者のニーズに対応する

System: VDES)について、その国際標準化

ため、情報を高速かつ効率的に通信するこを図ることを目的としている。

とができる VDES の開発が、国際航路標識協

ワークショップ初日には、一般の参加者

会 (International Association of Aidsを対象とした AIS 専門家による講演及びパ

to Navigation and Lighthouses Authori-

ネルディスカッションが実施され、電波航ties: IALA)等で検討されている。
その流れを受け、VDES に求められる機能、法研究会では、この講演及びパネルディス
カッションを臨時研究会と位置づけ、会員採用すべき技術等について、VDES の開発に各位の参加を募った。

向けた討議を行うため、昨年度、第 1 回目

本稿では、臨時研究会の概要について述の「次世代 AIS 国際標準化のためのワークショップ」が開催された。

べる。

今年度のワークショップは、昨年度に引
２ 「次世代 AIS 国際標準化のためのワー

き続き行われ、昨年度ワークショップの成クショップ」開催の背景

果等を踏まえ、VDES の技術的要件について

AIS は、海上における人命の安全のため議論が行われた。

の国際条約(SOLAS 条約)に基づき、平成 20
年 7 月までに対象となる船舶への搭載が完

３．講演者の紹介了した。その後、AIS は、航路標識 AIS、AIS
クラス B、捜索救助用位置指示送信装置

講演者は以下のとおりである。
（発表順）
・野口 英毅氏(AIS-SART)等、その用途の多様化が図られ、

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No.55（2013）（日本・海上保安庁）－49－

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・Mr. Stefan BOBER（ドイツ・連邦水路海運庁）
・Mr. Ross W NORSWORTHY（アメリカ・沿岸警備隊）
・Mr. William D KAUTZ（アメリカ・沿岸警備隊）
・Mr. Rolf ZETTERBERG（スウェーデン・海事監督局）
・中川 裕康氏
図 1：講演（日本・古野電気株式会社）
・宮寺 好男氏として、海上における遭難及び安全に関す（日本・日本無線株式会社）・Mr. Gaëtan FABRITIUS

る世界的な制度(Global Maritime Distress（フランス・CLS 社）

and Safety System: GMDSS) の見直しや
e-navigation のために必要とされる VDES

４ 講演及びパネルディスカッション概の機能要件をまとめたことを挙げた。
最後に、野口氏は、第 1 回ワークショッ

要「次世代 AIS 国際標準化のためのワーク

プの成功を受け、第 2 回ワークショップにショップ」講演及びパネルディスカッショ

大いに期待していると述べ、講演を終えた。

ンは、2014 年 1 月 20 日 14 時より日本財団ビル（東京都港区）にて開催された。第 1

４.２

VDES VHF Data Exchange System

部では、AIS 専門家による講演が行われ、Overview

第 2 部では、AIS 専門家によるパネルディ

Mr. Stefan BOBER
BOBER 氏は、VDES の概念について講演をスカッションが実施された。
講演の様子を図 1 に示し、各講演の概要行った。まず、BOBER 氏は、AIS の利用がど

及びパネルディスカッションの概要を以下のように拡大してきたかについて触れ、
AIS

に記す。

の過負荷を防ぐ VDES の必要性を説明した。
また、モデル図を用いて、
船舶局-船舶局間、st

４.１ Result of 1 Workshop

船舶局-陸上局間、船舶局-衛星局間におけ野口 英毅氏る VDES による通信の概略を示し、さらに、

野口氏は、2012 年 12 月に行われた第 1

VDES が e-navigation や将来の GMDSS にど

回ワークショップの成果について講演を行のように寄与するのかを述べた。最後に、った。野口氏はまず、第 1 回ワークショッ

BOBER 氏は、VDES 開発のロードマップにつプの成果として、次世代 AIS の定義についいて説明し、講演を終えた。

て議論し VDES の基本概念をまとめたことを挙げた。また、野口氏は、さらなる成果－50－

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４．３ Technical Details and Guidelines

論されるだろうと述べた。

for VDES Implementation
Mr. Ross NORSWORTHY

４.５ Development of VDES in IALANORSWORTHY 氏は、
VDES に利用される技術

Mr. Rolf ZETTERBERGの詳細について講演を行った。まず、

ZETTERBERG 氏は、VDES に関する IALA のNORSWORTHY 氏は、現在 VHF 帯を用いた海上動きについて講演を行った。ZETTERBERG 氏

デジタル通信に使用されているチャンネル

は、
まず VDES が求められている背景についについて触れ、新たなデジタルデータサーて述べた。そして、IALA の作業手順や海上ビスを実施する際、考慮すべき点について

通信システムへの取り組みについて言及し、述べた。その後、NORTHWORTHY 氏は、チャIALA は現在、IMO、ITU といった国際機関とンネルプランや変調方式、フィルタリング

協力しながら VDES や e-navigation の開発

デザインなど VDES の実用化に向けた技術に取り組んでいると述べた。最後に、的なポイントとガイドラインについて説明

ZETTERBERG氏は、
IALAにおける今後のVDES

した。
最後に、
NORSWORTHY 氏は、今後の VDES

作業計画について触れ、また、同じ IMO 内

開発に向けた自身の方針について言及し、においても e-navigation に VDES を用いる講演を終えた。

ことに対し、否定的意見を持つグループがあると指摘した。

４.４ MARITIME RADIOCOMMUNICATIONS
WRC-15 AGENDA ITEM 1.16

４.６ A Study on VDES Channnels and TDMAVHF DATA EXCHANGE SYSTEM

Slots

Mr. Bill KAUTZ

中川 裕康氏KAUTZ 氏は、VDES に関する国際電気通信

中川氏は、まず、AIS と VDES の現状につ連合(International Telecommunication

いて述べた。その後、VDES の開発においてUnion: ITU)の動きについて講演を行った。

検討すべき点を３つ挙げた。
まず１つ目は、

KAUTZ 氏はまず、世界無線通信会議 2012(

AIS と隣り合う周波数帯の利用が検討されWRC-12)の結果とWRC-15 のアジェンダ1.16ている用途特定メッセージ(Application

について触れ、VDES 実現に向けたポイント

Specific Message: ASM)と AIS の信号が干について述べた。KAUTZ 氏によれば、現在、渉する可能性があるということ。次に、AISITU Radiocommunication Sector WorkingとASMと衛星VDESによるスロットの衝突をParty 5B: ITU-R WP5B は、作業計画に沿っ回避できるようにスロット割り当てを検討て WRC-15 に向けた会議準備会合 (Confer-するべきだということ。そして３つ目は、

ence Preparatory Meeting: CPM)の準備を

シミュレーションにより VDES の仕様を最するため、VDES の概要について研究を進め適化するべきだということであった。最後ている。また、KAUTZ 氏は、WRC-18 では、に、中川氏はプレゼンテーション全体の要

GMDSSの見直しとe-navigation への利用に点をまとめ、講演を終えた。

向けて VDES の周波数割り当てについて議

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４.７ Development of VHF Data Exchange
System(VDES)～VDE Communication Protocol ～宮寺 好男氏
宮寺氏は VDES の開発について講演を行った。まず、宮寺氏は、日本無線株式会社の沿革と取り扱っている無線通信機器を紹介した。その後、宮寺氏は、衛星からのダ
ウンリンクがある場合に、
地上系 VDES と衛
図 2．パネルディスカッション

星 VDES のタイムスロットを分け合う方式の提案を行った。また、宮寺氏は、海上移動局から VHF 波を送信する際、海面反射に

４.９.１ VDES の実現時期よるマルチパスの影響が現状ではあまり理

まず、進行役の野口氏が、パネリストに解されていないため、海上におけるマルチ

対し、VDES の実現はいつになるだろうかと

パスフェージングについて研究する必要性質問した。BOBER 氏は、ロードマップに示を主張した。

されているとおりに開発を進めるには課題が多いと述べた。宮寺氏は、すでに地上系

４.８ Focus on Satellite VDESVDES の周波数は特定されているので、地上

Mr.Gaëtan FABRITIUS

系 VDES は現段階でも利用を開始できると

FABRITIUS 氏は、衛星 VDES について講演述べた。一方、衛星 VDES 向けの周波数はまを行った。FABRITIUS 氏は、自身の所属すだ特定されていないので、そちらを決める

る CLS 社について紹介した後、衛星 VDES

必要があるとも述べた。また、ZETERBERGが必要とされる根拠について述べた。その氏は、VDES を国際標準化する前には、多数

後、CLS 社とヨーロッパ宇宙局(ESA)が衛星の実験を行う必要があると述べた。

VDES の事前研究を行い、2015 年以降に実験的な衛星の打ち上げを計画していると述べ

４.９.２ AIS の脆弱性た。また、FABRITIUS 氏は、とりわけ日本

続いて、野口氏は、昨年 AIS の脆弱性にの団体に対し、その研究への参加を呼びかついて報道されたことを踏まえ、VDES ではけた。

なりすまし等のサイバー攻撃への対策をとる必要があるかかどうか問いかけた。それを受け、NORTHWORTHY 氏は、AIS 搭載船は、４.９ パネルディスカッション
講演の後、パネルディスカッションが行

他の AIS 搭載船を識別できる必要があるた

われた。パネルディスカッションは講演者

め、VDES 信号の暗号化は現実的ではないとが登壇し、進行役の野口氏や聴講者からの答えた。また、位置の近い船舶同士は連絡

質問に回答する形式で行われた。パネルデを密に取り合うため、AIS を利用したなりィスカッションの様子を図 2 に示す。

すましが事故につながることはないと考え－52－

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られると述べた。
さらに NORTHWORTHY 氏は、

岸局-船舶局間の通信に問題が生じると述

海岸局側はなりすまし対策をとる必要があべた。また、NORTHWORHY 氏は、VDL 負荷のるが、海岸局の保有しているデータを用い

上昇は、近傍に位置する船舶の識別に対し、

れば、なりすましを判別することは容易だ

ただちに影響を与えるものではないため、ろうと指摘した。

航行安全の観点から見ると問題ではないが、通信という観点から見ると大問題になると

４.９.３ 衛星 VDES について述べた。

聴講者より、衛星 VDES を 24 時間使用すその後、２つ目の質問を受け、BOBER 氏

るならば、イリジウム衛星のように、衛星は、利用法の一つとして音声通信のような配置を行い、専用のスロットを割り当てる

直接的な通信が考えられると述べた。
また、のが理想であるが、専用スロットの割り当

TETREAULT 氏は、アメリカ陸軍工兵隊では、てや衛星配置についてどのように考えていAIS 経由で内陸水路における水面の高さやるのかという質問が挙がった。これを受け

天候といった情報を内陸水路航行者に向けて、宮寺氏は、24 時間運用するのであれば、て提供しており、将来的には、VDES を利用

イリジウム衛星のような高い軌道の衛星をして、これらの情報を提供していくことに利用し、専用の周波数帯を利用することがなるが、それをどのように行うかは現在行必要であるが、VHF 帯を用いて通信を行う

われているリサーチ次第であると述べた。

ならば、低軌道衛星を用いて通信を行うこ

さらに、ZETTERBERG 氏は、e-navigationとになるだろうと述べた。

においても VDES の利用方法がまだはっき

次に、他の聴講者より、VDES に用いる衛り示されていないため、VDES の開発は一般星の打ち上げ計画に関して質問があった。

的な方法で進めるしかないのが現状だと述これを受けて、FABRITIUS 氏は、今後 2、3べた。

年以内にデモ衛星を打ち上げる予定があると述べた。また、NORTHWORTHY 氏は、衛星

４.９.５ 隣接チャンネルの影響

VDES を利用するメリットを明示すること

聴講者より、隣接チャンネルを使用したができれば、衛星打ち上げにつながってい際に AIS チャンネルに生じる妨害波に関しくだろうと述べた。

て質問があった。その質問を受けて、中川氏は、AIS の機能を妨げないように VDES の４.９.４ VDL過負荷の問題点及びVDESのチャンネルプランを考える必要があると述具体的な利用法

べた。

聴講者より、VHF Data Link: VDL の負荷が大きくなった際にどのような問題が起こ

４.９.６ JRC が提案する通信プロトコル

るのかという点について、また、VDES の具について

体的な利用方法はどのようなものが考えら

聴講者より、宮寺氏の講演の際に述べられているのかという点について質問があっれた通信プロトコルにおいて、どのようにた。１つ目の質問を受け、BOBER 氏は、海スロットの衝突を検出するのかという質問

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があった。それを受けて、宮寺氏は、衛星
VDES からのダウンリンクがあった場合、地上系 VDES は使用するスロットを限定し、その後、
衛星 VDES からのダウンリンクがなくなればスロットを限定せずに使用すると述べた。
４.９.７ VDES の変調と復調について
聴講者より、VDES の変調と復調について質問があった。それを受けて、NORTHWORTHY
氏は、VDES に使用される変調方式は D8PSK
もしくは 16-QAM になるだろうと述べた。
５ おわりに本研究会では、国内外の AIS 専門家による講演及びパネルディスカッションを聴講し、複数の国際機関において議論がなされている VDES に対する理解を深めることができた。
最後に、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。

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電波航法研究会 平成 25 年度事業報告
Record of work carried out by the Japanese Committee for Radio
Aids to Navigation in fiscal 2013
電波航法研究会事務局
Secretariat office of the JACRAN
研究会

総会
平成 25 年度総会は、平成 25 年 5 月 17

1. 第1 回研究会は、
平成25 年5 月17 日、日 14 時 30 分から国立大学法人東京海洋大

国立大学法人東京海洋大学越中島キャン

学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 90 名のうち、出席者 16 名、れ、
海上保安庁交通部整備課長 五十嵐耕委任状提出者 32 名の計 48 名であり規約第氏から「海上保安庁の交通政策について

10 条第 4 項の規定により総会は成立した。

～海上交通センター用 14GHz 帯固体化レ

各議題の審議結果は次のとおりであった。

ーダー装置～」及び、情報通信研究機構

1. 平成 24 年度事業報告が事務局により電磁波計測研究所 宇宙環境インフォマ行われた。

ティクス研究室長 石井守氏から「電波航

2. 平成 24 年度会計報告及び監査結果の法と宇宙天気」と題する講演が行われた。

報告が事務局から行われ、承認された。

出席者は 33 名であった。

3. 平成 25 年度会長選出に関して、
水洋会
中村氏からの推薦により長岡氏の会長就

2. 第2 回研究会は、
平成25 年9 月18 日、

任が満場一致で了承された。副会長につ国立大学法人東京海洋大学越中島キャン

いては長岡会長からの推薦により、渡邉

パス越中島会館で開催され、電波航法研

氏及び池田氏の副会長就任が満場一致で究会事務局から「北極海航路の航法シス了承された。なお、各幹事の委嘱についテムに関する文献調査」及び、海洋政策ては事務局案のとおり了承された。

研究財団（一般財団法人シップ・アンド・4. 平成 25 年度事業計画案について事務

オーシャン財団）
海技グループ グループ

局から説明が行われ、原案どおり承認さ

長 市川吉郎氏から「北極海航路の展望とれた。

課題」と題する講演が行われた。出席者

5. 平成 25 年度予算案について事務局かは 28 名であった。

ら説明が行われ、
原案どおり承認された。
3. 第3 回研究会は、
平成26 年2 月13 日、
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、海上保安庁
交通部整備課安全システム開発室安全シ

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ステム開発技術官 竹内謹治氏から
「日本

会員数

の VTS における VTS の効果・今後の展望」

平成 26 年 3 月 31 日現在

及び、
日本航路標識協会専務理事 池田保

正 会 員 23 名 45 口氏から「各国の VTS 事情について」と題個人会員 9 名する講演が行われた。 出席者は 34 名で（9 名のうち年会員 5 名、終身会員 4 名）あった。

推薦会員 19 名特別会員 36 名

特別研究会

計 87 名平成25年11 月22日に千葉県柏市の東京大学柏キャンパス大気海洋研究所を見学し、 会員の異動
海洋生物実験室や海洋観測機器棟などの施設紹介を受けた。参加者は 13 名であった。

変更 会長退任に伴い、林尚吾氏が推薦会員となった。
退会 正会員 日本水路図誌株式会社

臨時研究会

推薦会員 茂在 寅男（死亡）平成 26 年 1 月 20 日に海上保安庁及び海推薦会員 鈴木 務（死亡）

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」の講演
及び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 25 年 4 月 26 日、5 月 17日、9 月 18 日、平成 26 年 2 月 13 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 55 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。

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電波航法

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ELECTRONIC NAVIGATION REVIEW

平成26年 4 月 9 日

印

刷

2013

平成26年 4 月11日

発

行

No.55

編集・発行

電波航法研究会

印

東京都千代田区飯田橋2-15-5
日経印刷 株式会社

刷

Japanese Commitee fot Radio Aids to Navigation

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