[S-TT50] 合成開口レーダーとその応用

[STT50-P01] 気象研究所における干渉SAR対流圏遅延補正プログラムの開発（第４報）

*奥山 哲¹、安藤 忍¹、新堀 敏基¹ (1.気象研究所)

キーワード：干渉SAR、対流圏遅延、遅延補正

はじめに
SAR差分干渉法は、2枚のSAR画像を用いて、観測間に生じた地表変位の衛星視線方向成分の面的分布を求めるリモートセンシング技術である．しかしながら、その結果にはアンテナ－ターゲット間に存在する媒質の影響、すなわち電離圏遅延・対流圏遅延が含まれる．このうち対流圏遅延を補正する手法として、数値気象モデルを用いた対流圏遅延補正が複数提案され、その有効性が示されている（例えばHobiger et al., 2008, 小澤・清水, 2010など）．気象研究所は気象庁の開発する各種の気象モデルを利用できる環境を活用して、過去にはJMA-NHMを用いた遅延補正を試み、一定の成果をあげた（安藤他, 2013）．しかし局地大気現象の予報精度を向上させるべく、数値気象モデルも日々改良され高度化が進んでいる．

我々は2018年からこれら最新の気象庁数値気象モデルを用いた対流圏遅延補正プログラムの開発に取り組んでいる．これまでの研究により良好な結果が得られたことを日本測地学会第132回講演会において報告し、バージョン１の完成とした（奥山他, 2019）．今回、バージョン２として積分を行う座標系を改め、計算速度の大幅な改善を行ったので報告する．

バージョン１からの変更点
対流圏遅延量は屈折指数を視線方向に積分することで得られるが、バージョン１では厳密性のため、これをECEF座標系上で行っていた．しかし干渉SARの座標系は緯度経度座標系であり、一方モデル面の気象庁メソ解析値はランベルト正角円錐図法上の等間隔グリッドである．また積分は視線上に等間隔の節点を設け、その各点での屈折指数を積分していた．このため大量の座標変換が必要となり、遅延量計算のボトルネックであった．バージョン２ではランベルト正角円錐図法上の直交座標系で積分を行い、また各モデル面と視線ベクトルの交点を節点とする．これにより、バージョン１では1シーンの遅延量分布を推定するのに5時間と長大な時間を必要としていた所、約3分と計算時間の大幅な短縮を実現した．精度においても、バージョン１との差は1.5mm程度であり、座標系を変更したことによる影響は十分に小さいと考えられる．

今後の展望
現在、地表面における屈折指数はモデル面最下の２層から外挿して計算しているが、これを地上解析値に置き換える．

謝辞
本研究で用いたPALSAR-2データはPIXELにおいて共有しているものであり、宇宙航空研究開発機構（JAXA）と東京大学地震研究所との共同研究契約によりJAXAから提供されたものである．PALSAR-2データの所有権はJAXAにある．本研究の一部は、東京大学地震研究所特定共同研究（B） （2018-B-02）で行われた．