NICTにおけるSLR関連活動報告
2022/12/21
国立研究開発法人情報通信研究機構
國森 裕生、久保岡俊宏、中園 純一
協力 （有） ティーティーシー 泉 忠 宇佐美 敬之（株）オーテックス 大井浩二（株）ユニバース 洲崎保司、三浦雄二

日本SLR技術連絡会 2022年12月21日 ＠JAXAつくば宇宙センター

1

目次
・ １ はじめに・ ２ NICTにおけるSLR関連活動報告
2-１ NICTのSLRの活動32年
2-2 観測システムの現状と観測
2-3 要素技術の開発2022（１）同時計測検出装置（CDD)の導入（２）自動一時処理ソフトの開発
2-4 共同研究 CubeSat反射体測距の準備
2-5 小金井、鹿島75㎝望遠鏡の撤去（１）小金井地区宇宙測地基準点測量。
（２） 新望遠鏡の設置計画• 3 まとめ
日本SLR技術連絡会 2022年12月21日 ＠JAXAつくば宇宙センター

2

１．はじめに
2.NICTにおけるSLR関連活動報告.
2.1 NICTのSLRの活動32年の概観
視点・国際ネットワーキング～ 最初は外国技術の導入
・国内外ミッションサポート～ ・国産SLR技術の設計
・光通信・測距のシナジー
日本SLR技術連絡会 2022年12月21日
＠JAXAつくば宇宙センター

32009

測地データ

2008

JAXAのミッション
サポート
国産化
技術開発

20204•••••

第78回宇宙通信システム研究談話会 2022年9日

5

2-2 観測システムの現状 光学系構成
Shutter

Laser Beam Monitor

BOX

RECEIVER

T/R OPTICS

ND Filter

CCD Camera
MCP
ND Variable ATT
MCP
PMT
PMT

Stop Detector:: SPAD

Chopper

Auto-collimatoror Alignment
Laser

×1.5 EXP
FieldMonitor

λ/4
Spatial Filter
Narrow Band
FilterFaraday
Rotator

Telescope
I/F Optics: ×5×7.5Beam EXP

To

T/R SWFIXEDLASER ND
SW Optics

1.5m

Telescope

Rotating λ/2

PLZT
SHUTTER LASER
Third Laser (KHz) :Main Laser
EXP
Set up near future SURELITE(ps) LASERStart Detector
SECONDARY
LASER

1.5m
クーデパス
C7ミラー

λ/2
SecondaryLaser (ns)532 nm
3 ns
10 Hz
200 mJ

λ/4

SAFETYSHUTTER

Start Diode SHG

PBS

PRIMARY LASER

EXP
Flash Lump PumpedATTODYNE
Two
Stages-Double Pass Amplifier

SLR OPTICAL

532nm
nm
53235 ps
５ns
20 Hz
20 HzmJ
10130 mJ

LASER

532 nm
10 ps
1 kHz
0.5 mJ

Diode Pumped
Regenerative
Amplifier

Diode Pumped
Nd-YAG Laser
Oscillator
100 MHzSYSTEMS CONFIGURATION

日本SLR技術連絡会 2022年12月21日
＠JAXAつくば宇宙センター

6

2-2 反射式5倍ビームエキスパンダを7.5倍化
・送信光のレンズ式1.5倍ビームエキスパンダによる正反射を無くす為取り除き、対策として反射式5倍ビームエキスパンダの7.5倍化を本年度夏に実施。
・全体調整の上、11月より1kHzでSLR開始、リターンが良好に得られる状況となった。

7.5倍ﾋﾞｰﾑｴｷｽﾊﾟﾝﾀﾞ
ﾌｧﾗﾃﾞｰﾛｰﾃｰﾀ

1.5倍 撤去

受信MCPへ日本SLR技術連絡会 2022年12月21日
＠JAXAつくば宇宙センター

5

2-2 観測システムの現状 光学系構成
（続き）

1.5m
副鏡

日本SLR技術連絡会 2022年12月21日 ＠JAXAつくば宇宙センター

6

2-2 観測システムと観測 Pass取得DATA

Target nameStart time

End time

FRNP

FR/NP

RMS (ns)ajisai

2021/11/2 9:05

2021/11/2 9:20

3057

17

179.824

0.0668ajisai

2021/11/2 11:14

2021/11/2 11:20

1959

4

489.7500.2537ajisai

2021/11/4 9:18

2021/11/4 9:34

14937

20

746.8500.2325ajisai

2021/11/4 11:21

2021/11/4 11:34

3559

13

273.769

0.0875ajisai

2021/11/4 13:26

2021/11/4 13:34

2306

10

230.600

0.0632

ajisai

2021/11/10 7:56

2021/11/10 8:11

12353

24

514.708

0.0984ajisai

2021/11/10 10:00

2021/11/10 10:06

2052

11

186.545

0.2278ajisai

2021/11/10 14:10

2021/11/10 14:18

14193

15

946.200

0.0864ajisai

2021/11/11 7:04

2021/11/11 7:18

3591

24

149.6250.2009ajisai

2021/11/11 9:06

2021/11/11 9:20

13152

20

657.600

0.2088ajisai

2021/11/11 11:10

2021/11/11 11:23

1496

11

136.000

0.2330ajisai

2021/11/11 13:12

2021/11/11 13:27

10010

24

417.083

0.1171ajisai

2021/11/18 13:06

2021/11/18 13:14

158

5

31.6000.0709ajisai

2021/11/24 7:32

2021/11/24 7:39

2431

9

270.1110.0691ajisai

2021/11/24 9:37

2021/11/24 9:503825

19201.3160.2554ajisai

2021/11/24 11:37

2021/11/24 11:53

4738

22

215.3640.0802

ajisai

2021/11/25 8:44

2021/11/25 8:48

1066

8

133.250

ajisai

2021/11/25 10:43

2021/11/25 10:57

5501

21

261.952

0.0725ajisai

2021/11/25 12:46

2021/11/25 12:57

884

14

63.1430.2254ajisai578.8750.0897ajisai

2021/12/2 6:25

2021/12/2 6:35

921

19

48.4740.2392

ajisai

2021/12/9 8:13

2021/12/9 8:28

2143

20

107.1500.7418

beaconc

2021/11/10 13:45

2021/11/10 13:52

3335

13

256.538

beaconc

2021/11/11 13:00

2021/11/11 13:06

4232

19

222.7370.0812

beaconc

2021/11/18 9:41

2021/11/18 9:47

90

422.5000.2275

beaconc

2021/11/01～2022/12/9
取得全データを示す*

2021/12/1 9:21

2021/11/18 13:25

2021/12/1 9:31

9262

16

0.09750.07862021/11/18 13:39

754

16

47.1250.0783

beaconc

2021/11/24 8:58

2021/11/24 9:11

4788

19

252.000

0.0968

beaconc

2021/11/24 11:02

2021/11/24 11:05

202

922.4440.2468

beaconc

2021/11/25 8:16

2021/11/25 8:26

4943

27

183.074

0.1477

beaconc

2021/12/1 9:31

2021/12/1 9:40

5451

19

286.895

0.2249beaconc

2021/12/1 11:33

2021/12/1 11:37

1607

12

133.917

0.0935

beaconc

2021/12/1 13:26

2021/12/1 13:31

1365

16

85.3130.0895

beaconc

2021/12/2 6:50

2021/12/2 7:03

15903

18

883.500

0.2008

beaconc

2021/12/9 7:22

2021/12/9 7:34

764

25

30.5600.1463cryosat2

2021/11/25 13:16

2021/11/25 13:21

78

3

26.0000.2030geoik22021/11/24 8:19

2021/11/24 8:28

3449

5

689.800

0.0657

geoik22021/11/25 8:36

2021/11/25 8:434226

5845.200

0.0997

geoik22021/12/23 8:53

2021/12/23 8:59

1592

8

199.000

0.0553hy2b2021/11/10 9:13

2021/11/10 9:21

255

736.4290.0776hy2b2021/11/24 9:13

2021/11/24 9:21

172

821.5000.1771

jason32021/11/24 11:54

2021/11/24 12:06

282

11

25.636

0.0768jason32021/11/25 10:30

2021/11/25 10:34

85

517.0000.0718jason32021/11/25 12:19

2021/11/25 12:30

328

20

16.4000.2356

jason32021/12/1 8:46

2021/12/1 8:57

508

23

22.0870.1168jason32021/12/9 7:562021/12/9 8:07

255

928.3330.2355181

536.2000.0677lageos1

2021/11/4 8:53

2021/11/4 9:17

302

10

30.2000.1062

lageos1

jason32021/11/10 8:11

2021/11/10 8:31

104

4

26.0000.1295lageos1

2021/11/11 10:04

2021/11/11 10:35

180

lageos1

2021/11/25 8:49

2021/11/25 9:12

150

625.0000.2100lageos2

2021/11/4 9:35

2021/11/4 10:01

418

10

41.8000.0988lageos2

2021/11/10 10:09

2021/11/10 10:54

59

3

19.6670.0527lageos2

2021/12/28 5:27

2021/11/10 14:32

2021/12/28 5:37

7

25.7140.06242021/11/10 14:56

62

3

20.6670.0830lageos2

2021/11/11 8:01

2021/11/11 8:40

107

4

26.7500.0857lageos2

2021/11/18 11:21

2021/11/18 11:54

106

4

26.5000.0732

lageos2

2021/11/24 7:46

2021/11/24 8:18

141

623.5000.2496lageos2

2021/11/24 12:06

2021/11/24 12:29

131

6

21.8330.0683lageos2

2021/11/25 9:57

2021/11/25 10:29

111

5

22.2000.2615lageos2

2021/12/9 7:34

2021/12/9 7:56

121

524.2000.0607lares

2021/11/2 8:41

2021/11/2 8:53493

770.4290.0620saral

2021/11/4 8:48

2021/11/4 8:52

280

931.1110.2339saral

2021/11/25 9:27

2021/11/25 9:34

300

11

27.2730.1276saral

2021/12/1 9:40

2021/12/1 9:47

214

730.571

0.0532starlette

2021/11/2 11:26

2021/11/2 11:36

732

10

73.2000.0980starlette

2021/11/10 8:32

2021/11/10 8:42

3046

12

253.833

0.1712starlette

2021/11/10 14:03

2021/11/10 14:09

1559

8

194.8750.2304starlette

2021/11/11 8:52

2021/11/11 9:00

610

967.778

0.1024starlette

2021/11/11 8:52

2021/11/11 9:00

619

968.7780.1805starlette

2021/11/24 7:39

2021/11/24 7:46

949

1186.273

0.0779starlette

2021/11/24 9:26

2021/11/24 9:36

1741

12

145.083

0.0691starlette

2021/11/25 9:45

2021/11/25 9:57

1547

15

103.133

0.2862stella2021/11/11 9:20

2021/11/11 9:27

723

980.3330.0799stella2021/11/24 8:34

2021/11/24 8:43

3069

8

383.625

0.0619stella2021/12/9 8:35

2021/12/9 8:40

284

556.8000.0738

日本SLR技術連絡会 2022年12月21日 ＠JAXAつくば宇宙センター

82.2 観測システムと観測
複数カメラによるスペースデブリ撮像例

動画編集中

日本SLR技術連絡会 2022年12月21日 ＠JAXAつくば宇宙センター

2-3 要素技術の開発2022（１）同時計測検出装置（CDD)の導入（２）一時処理ソフトの自動ノイズ除去
ソフトの開発日本SLR技術連絡会 2022年12月21日 ＠JAXAつくば宇宙センター

2-3 要素技術の開発2022（１）同時計測検出装置（CDD)の導入

同時計数機能のＳＬＲへの適用案
測距 GATE 信号
受信鏡

信号： ﾏﾙﾁﾌｫﾄﾝ
雑音： ｼﾝｸﾞﾙﾌｫﾄﾝ

ＢＳ

システム制御器より時間差調整
ケーブル

Coincidence
Detection
Discriminator( CDD )

検知器-１

Event Timerへ

検知器-2
検知器-1 出力検知器-2 出力PMT
GATE NOISE信号

GNR GATE

CDDの機能① 同時計数GATE② Discriminator③ 検知器-1のGATE NOISE除去

同時計数GATE
検知器-2の出力で起生

注） 検知器-1（測距検知器）はGATE付きPMT、検知器-2は非GATE PMT日本ＳＬＲ技術連絡会 ２０２２年１月２１日於情報通信研究機構より抜粋

122-3 要素技術の開発2022（１）同時計測検出装置（CDD)の導入

雑音カウント低減効果の予測注）信号、ノイズパルスの出現確率と波高値変動はポアソン分布によるとし、閾値は分布の平均値１とした
日本ＳＬＲ技術連絡会

２０２２年１月２１日 於情報通信研究機構より抜粋

13

（１）同時計測検出装置（CDD)の導入
１）CDDモード、干渉フィルター無約２分間
２）CDDモード、干渉フィルター有
約２分間
３）TTSモード、干渉フィルター有
約２分間
４）TTSモード、干渉フィルター無 約２分間
５）TTSモード、干渉フィルター無 受信光ブロック

日本SLR技術連絡会 2022年12月21日 ＠JAXAつくば宇宙センター

2-3 要素技術の開発2022（２）一時処理のノイズ除去自動化ソフトの開発

日本SLR技術連絡会 2022年12月21日 ＠JAXAつくば宇宙センター

（２）一時処理のノイズ除去自動化ソフトの開発

ノイズ除去多項式フィッティング

（２）一時処理のノイズ除去自動化ソフトの開発

2-4 共同研究

日本SLR技術連絡会 2022年12月21日 ＠JAXAつくば宇宙センター

最近10年間の共同研究
SLRに関係する共同研究（最近10年間）
番号
1
2
3
4
5678

件名

相手機関（略称） 実施年度

備考

2010～
2012
2012～
超小型衛星と地上間の光通信実験
東北大学
2020
レーザによるスペースデブリの脅威の SERC（豪 2014~ https://www.serc.org.
州）
2019 au/
管理と除去、応用に関する研究
2014~ https://doi.org/10.118「はやぶさ２」LIDARによるレンジJAXA(ISAS)
2015 6/s40623-016-0589-8
ング実験
2017～
衛星レーザ測距(SLR)システム設計とJAXA
2020
評価
2019～
「はやぶさ２」LIDARによるレンジJAXA(ISAS)
2020
ング実験
2020~
SSA分野の識別能力向上のための研究 NEC
2021
2019～ https://www.kindai.ac
近大SAT搭載の再帰性反射材の特性に
2021 .jp/news-pr/news近畿大学
2022~ release/2022/04/0356
関する研究2024 43.html
月レーザ測距（LLR）に関する研究

国立天文台

共同研究の紹介
近大SAT搭載の再帰性反射材の特性に関する研究
近畿大学大学院 総合理工学研究科

近大SATとはエレクトロニクス系工学専攻
奥田侑也 前田由伸准教授 信川久実子• 特徴• １UサイズのCubeSat• 再帰性反射材を搭載• LEDを搭載• ミッション• SLR（衛星レーザー測距）により再帰性反射材の特性を研究• 将来的に、デブリの位置を測定することを目標

近大SAT外観（2022年11月 ISSより放出済み）
20

近大SATとは特殊設計されたプリズム型再帰性反射材（01-C）

衛星からレーザーを照射再帰性反射材を取り付けた生物
8

衛星レーザー測距局

21

NICTとの共同研究(2022~2024)• モックアップの製作及び実験環境の整備

22

NICTとの共同研究(2022~2024)• 輝度の設定（閾値）違い
元画像100閾値(0~255)
502523

2-5 小金井、鹿島75㎝望遠鏡の撤去（１）小金井地区宇宙測地基準点測量。
（２） 新望遠鏡の設置計画

日本SLR技術連絡会 2022年12月21日 ＠
JAXAつくば宇宙センター

75㎝望遠鏡の撤去と新望遠鏡の設置

日本SLR技術連絡会 2022年12月21日 ＠
JAXAつくば宇宙センター

日本SLR技術連絡会 2022年12月21日 ＠
JAXAつくば宇宙センター

75㎝望遠鏡３D測定
動画編集中

日本SLR技術連絡会 2022年12月21日 ＠
JAXAつくば宇宙センター

3 まとめ・32年間のNICTのSLRの活動を振り返った。
・現システムで観測可能な環境を維持出来ている状態。
・1KHzのピコ秒レーザは劣化が進み、観測系から外している。JAXA種子島局から無償譲渡されたレーザには光学系の損傷があり修理が必要。
――>１０Hzナノ秒レーザで試験観測を継続。
・光通信、スペースデブリなどの応用実験とともに技術維持継承に努める。
長期展望：■ NICT独自で測地用ルーチン局の維持をおこなうことは困難光通信等の技術開発局■ 本会活動、共同研究などを通じ、他機関運用局の試験用設備として活用されれば幸い。

日本SLR技術連絡会 2022年12月21日
＠JAXAつくば宇宙センター

9