16:15 〜 16:30
[SCG52-04] 水槽実験によって明らかになったGNSS-A海底地殻変動観測における機器・角度依存誤差
キーワード：GNSS-A、海底地殻変動観測
海上保安庁では， GNSSと音響測距を組み合わせたGNSS-音響測距結合方式（GNSS-A）と呼ばれる手法により，直接的な海底地殻変動の観測を20年以上にわたり実施している．GNSS-A観測では，GNSSによる誤差に加え，音響測距による誤差も生じるため，非常に様々な観測誤差要因がこれまで指摘されている．ここで，特に音響測距における誤差の低減に向けてこれまで海上保安庁で行ってきた研究について簡単にまとめる．
古くは，観測時間の短縮・測線を幾何的にバランスの良いものにするために測量船「明洋」の船底にトランスデューサーを設置（川井・他，2009），解析誤差の低減のために海底局位置を全観測期間で固定するアレイ固定解析（松本・他，2008），また，複数の海底局への信号を連続的に発信することで観測時間の短縮を可能としたマルチ測距技術（横田・奥村，2015；横田・他，2017）などによる精度向上が取り組まれてきた．さらに近年では，海中音速構造の水平勾配をモデルに取り込む（Yokota et al., 2019），測線や海底局のアレイサイズなどの観測プランの検討（Nakamura et al., 2021）により，観測精度向上のための誤差要因の検討がなされている．
このように様々な誤差要因が改善されたことや，観測期間の長期化による機器の交換などにより，新たな誤差要因が指摘されるようになってきた．例えば，海上局・海底局といった観測機器に依存した誤差，音波の入射角に依存した誤差が挙げられる．Honsho et al.（2021）では，音響信号の入射角に依存した波形形状の変化が指摘されている．
機器・角度に依存した音響測距の観測誤差を定性・定量的に検討するため，東京大学生産技術研究所海洋工学水槽を用いた実験を行った．本実験では，海上局・海底局を複数タイプ用意し，その組み合わせを変えながら，そして様々な入射角度から音響測距を10回ずつ行った．なお，海上局・海底局にはハイドロフォンを設置し，各局は音響測距中に動かさず，理想的な条件としている．
本実験により，これまで指摘されてきた角度依存性を再現することができた一方で，観測機器によっては，この角度依存の誤差分布が異なっていることが明らかとなった．また，実観測と同様に，観測機器と角度が同一の音響測距であっても，その往復走時に音波1～2波分（距離換算でおよそ15～30 cm）の揺らぎが確認された．本発表では，水槽実験の概略とともに，実験から得られた成果と課題について述べる．
古くは，観測時間の短縮・測線を幾何的にバランスの良いものにするために測量船「明洋」の船底にトランスデューサーを設置（川井・他，2009），解析誤差の低減のために海底局位置を全観測期間で固定するアレイ固定解析（松本・他，2008），また，複数の海底局への信号を連続的に発信することで観測時間の短縮を可能としたマルチ測距技術（横田・奥村，2015；横田・他，2017）などによる精度向上が取り組まれてきた．さらに近年では，海中音速構造の水平勾配をモデルに取り込む（Yokota et al., 2019），測線や海底局のアレイサイズなどの観測プランの検討（Nakamura et al., 2021）により，観測精度向上のための誤差要因の検討がなされている．
このように様々な誤差要因が改善されたことや，観測期間の長期化による機器の交換などにより，新たな誤差要因が指摘されるようになってきた．例えば，海上局・海底局といった観測機器に依存した誤差，音波の入射角に依存した誤差が挙げられる．Honsho et al.（2021）では，音響信号の入射角に依存した波形形状の変化が指摘されている．
機器・角度に依存した音響測距の観測誤差を定性・定量的に検討するため，東京大学生産技術研究所海洋工学水槽を用いた実験を行った．本実験では，海上局・海底局を複数タイプ用意し，その組み合わせを変えながら，そして様々な入射角度から音響測距を10回ずつ行った．なお，海上局・海底局にはハイドロフォンを設置し，各局は音響測距中に動かさず，理想的な条件としている．
本実験により，これまで指摘されてきた角度依存性を再現することができた一方で，観測機器によっては，この角度依存の誤差分布が異なっていることが明らかとなった．また，実観測と同様に，観測機器と角度が同一の音響測距であっても，その往復走時に音波1～2波分（距離換算でおよそ15～30 cm）の揺らぎが確認された．本発表では，水槽実験の概略とともに，実験から得られた成果と課題について述べる．