GPS受信機網を応用した任意の視線方向のプラズマ量変動の推定
イントロダクション
電離圏にはプラズマ特有の短い時間スケールの擾乱が存在し、衛星通信や電波天文観測などに影響を与えるため、その評価が強く要請されている。 本研究では、「GPS受信機網を用いた電離圏擾乱の季節・時刻依存性の解明」で用いたTECデータを利用し、ある観測地点から任意の視線上のプラズマ変動を推定する手法を新たに開発し、その有効性を評価した。
手法
推定したいのは、地上の観測地点と衛星を結ぶ視線上のTECである。電離圏のプラズマ変動は、日本上空の場合は経験的に高度250-300km程度で発生する変動が主に担っていることが知られている（ちなみに、この高度領域は、電離圏電子密度が最大となる高度よりも若干低い。）そこで、GPS受信機とGPS衛星のペア毎に、この高度面にTEC変動を投影することにより、TEC変動の水平マップが描ける[Saito et al., 1998]。本研究ではこのマップを利用し、観測地点と衛星を結ぶ視線がこの高度面を横切る地点付近のTEC値を平均して視線上のTEC値とする手法を提案した。
この手法を評価するため、GPS衛星同士による答え合わせを行った。あるGPS受信機−衛星ペアで観測されたTEC変動を、その他の多数のペアで得られた水平マップを用いて再現できるかを調べた。
結果
図１に推定の例を示す。点線が目標とするGPS受信機−衛星ペアで観測された「答え」、実線が別の多数ペアによって答えを再現しようとした「推定値」である。TEC変動の波状構造が、本研究で提案した推定方法によりよく再現されていることがわかる。
参考文献
Saito, A., S. Fukao, and S. Miyazaki, High resolution mapping of TEC perturbations with the GSI GPS network over Japan, Geophys. Res. Let., vol. 25, 3079-3082, 1998.
- Errata: Correction to "Application of the GPS network to estimate the effect of the terrestrial ionosphere on the radio occultation measurements of planetary ionospheres", Radio Science, 37, 16-1, DOI:10.1029/2002RS002799, 2002)
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