15:45 〜 16:00
[SCG52-02] 海底地殻変動観測のための超軽量-小型えい航ブイシステムの開発
キーワード：GNSS/音響測距結合方式、海底地殻変動、えい航ブイ
GNSS-音響結合方式の海底地殻変動観測に用いる超軽量-小型のえい航ブイシステムの開発について紹介する。
GNSS-音響結合方式の海底地殻変動観測においては、短い観測時間で高い測位精度を実現することが重要な命題である。そのためにIshikawa et al. (2020)は短時間で広い範囲をカバーし、かつよくコントロールされた航跡を描けるシステムが有効であることを示した。彼らはこれを実現するために、高速(～7 knot)で航行しながら高いS-N比の音響信号を送受信できるハルマウントシステムを開発した(Sato et al., 2013)。ただしこのシステムは誰でも導入できるものではなく、船底のトランスデューサと高価なジャイロコンパスを備えた専用の観測船が必要である。低予算で観測を行いたい自前の船を持たない研究グループには、どんな船にも対応可能なシステムがあればありがたい。
そこで我々は、排水量数十トンの小型船舶で運搬、人力で取りまわしができ、高速でえい航できる軽量-小型えい航ブイシステムの開発を行っている。東北大学(船越他2006)と台湾のグループ(Chen et al. 2021)でもえい航型のブイの開発に取り組み、全長それぞれ1.5mと2.5m、重量それぞれ250kgと150kg程度、人力で取り回しが可能なブイの実用を実現している。しかしこれらのブイでもAフレームやクレーンが無い船で上げ下ろしするのは現実的ではなく、また陸上での運搬にも大変な労力がかかる。またそれぞれ事情は異なると思われるが、えい航速度も最大2 knot程度と大きくない。
これに対し我々は、船上で作業員2名程度で取り回しできるように重量は20 kg程度、7 knotに近い速度でえい航することを想定したブイを設計し、静岡大学の50 mプールでのえい航実験を繰り返して作製した。
完成したブイは側扁型、全長1.5 m厚み30 cmの浮体を杉板の骨組みと発泡ポリウレタンで形成し、FRPでコートした、トランスデューサポールを含む全高1.5m、全重量25 kgである。えい航実験では最大5 knotでえい航できた（人力の限界）ので、今後2月、3月に東海大学の小型船舶北斗を用い、駿河湾でえい航実験を行う。またえい航した状態で実際に信号を送受信してS-N比のチェックを行い、実海域（南西諸島）での運用を目指す。
<謝辞>
本研究はJSPS科研費22H01335の助成を受けたものです。
<参考文献>
Chen, H-Y., R. Ikuta, Y-J. Hsu, T. Tsujii, M. Ando, Y. Tu, T. Kohmi, K. Takemoto, K. Mizuno, H. Tung, C-S. Ku & C-H. Lin (2021). A Decade of Global Navigation Satellite System/Acoustic Measurements of Back-Arc Spreading in the Southwestern Okinawa Trough. Front. Earth Sci. 9:601138. doi: 10.3389/feart.2021.601138
Ishikawa, T, Y. Yokota, S. Watanabe, and Y. Nakamura (2020). History of on-board equipment improvement for GNSS-A observation with focus on observation frequency. Front. Earth Sci. 8:150. doi: 10.3389/feart.2020.00150
Sato, M., M. Fujita, Y. Matsumoto, T. Ishikawa, H. Saito, M. Mochizuki, and A. Asada (2013). Interplatecoupling off northeastern Japan before the 2011 Tohoku-oki earthquake, inferred from seafloor geodetic data,J. Geophys.Res. Solid Earth,118, 3860–3869, doi:10.1002/jgrb.50275
船越ほか（2006）、小型曳航ブイを用いたGPS音響結合方式の海底精密測位観測システムによる宮城県沖観測の開始、測地学会誌、第52巻第2号 115-130
GNSS-音響結合方式の海底地殻変動観測においては、短い観測時間で高い測位精度を実現することが重要な命題である。そのためにIshikawa et al. (2020)は短時間で広い範囲をカバーし、かつよくコントロールされた航跡を描けるシステムが有効であることを示した。彼らはこれを実現するために、高速(～7 knot)で航行しながら高いS-N比の音響信号を送受信できるハルマウントシステムを開発した(Sato et al., 2013)。ただしこのシステムは誰でも導入できるものではなく、船底のトランスデューサと高価なジャイロコンパスを備えた専用の観測船が必要である。低予算で観測を行いたい自前の船を持たない研究グループには、どんな船にも対応可能なシステムがあればありがたい。
そこで我々は、排水量数十トンの小型船舶で運搬、人力で取りまわしができ、高速でえい航できる軽量-小型えい航ブイシステムの開発を行っている。東北大学(船越他2006)と台湾のグループ(Chen et al. 2021)でもえい航型のブイの開発に取り組み、全長それぞれ1.5mと2.5m、重量それぞれ250kgと150kg程度、人力で取り回しが可能なブイの実用を実現している。しかしこれらのブイでもAフレームやクレーンが無い船で上げ下ろしするのは現実的ではなく、また陸上での運搬にも大変な労力がかかる。またそれぞれ事情は異なると思われるが、えい航速度も最大2 knot程度と大きくない。
これに対し我々は、船上で作業員2名程度で取り回しできるように重量は20 kg程度、7 knotに近い速度でえい航することを想定したブイを設計し、静岡大学の50 mプールでのえい航実験を繰り返して作製した。
完成したブイは側扁型、全長1.5 m厚み30 cmの浮体を杉板の骨組みと発泡ポリウレタンで形成し、FRPでコートした、トランスデューサポールを含む全高1.5m、全重量25 kgである。えい航実験では最大5 knotでえい航できた（人力の限界）ので、今後2月、3月に東海大学の小型船舶北斗を用い、駿河湾でえい航実験を行う。またえい航した状態で実際に信号を送受信してS-N比のチェックを行い、実海域（南西諸島）での運用を目指す。
<謝辞>
本研究はJSPS科研費22H01335の助成を受けたものです。
<参考文献>
Chen, H-Y., R. Ikuta, Y-J. Hsu, T. Tsujii, M. Ando, Y. Tu, T. Kohmi, K. Takemoto, K. Mizuno, H. Tung, C-S. Ku & C-H. Lin (2021). A Decade of Global Navigation Satellite System/Acoustic Measurements of Back-Arc Spreading in the Southwestern Okinawa Trough. Front. Earth Sci. 9:601138. doi: 10.3389/feart.2021.601138
Ishikawa, T, Y. Yokota, S. Watanabe, and Y. Nakamura (2020). History of on-board equipment improvement for GNSS-A observation with focus on observation frequency. Front. Earth Sci. 8:150. doi: 10.3389/feart.2020.00150
Sato, M., M. Fujita, Y. Matsumoto, T. Ishikawa, H. Saito, M. Mochizuki, and A. Asada (2013). Interplatecoupling off northeastern Japan before the 2011 Tohoku-oki earthquake, inferred from seafloor geodetic data,J. Geophys.Res. Solid Earth,118, 3860–3869, doi:10.1002/jgrb.50275
船越ほか（2006）、小型曳航ブイを用いたGPS音響結合方式の海底精密測位観測システムによる宮城県沖観測の開始、測地学会誌、第52巻第2号 115-130