[P-EM22] [JJ] 大気圏・電離圏

[PEM22-P02] 電離圏下部領域における電子密度自動推定アルゴリズムの開発

*三宅 壮聡¹、中澤 涼太¹、芦原 佑樹² (1.富山県立大学工学部情報システム工学科、2.奈良工業高等専門学校)

キーワード：電離圏下部領域、Full-wave法、電子密度高度分布

電離圏下部領域の電子密度高度分布を推定する手法として、ロケット観測による直接観測が有効であると考えられているが、高度 40km～80km のノーズコーンを開くことのできない高度ではプローブなどによる直接観測が不可能である。この高度域では、地上からの電波強度高度分布を観測してその減衰特性から電子密度高度分布を推定する、という電波吸収法が現在最も有効な電子密度観測方法であると考えている。電波吸収法は次のような手順で電子密度推定を行う。まず仮定した電子密度高度分布から Full wave 法を用いて電波強度の理論値を計算する。次にロケット実験で得られた観測値と比較して電波強度の理論値と観測値が一致すれば、仮定した 電子密度が妥当であると判断できる。一致しなかった場合、比較して得られた結果にもとづいて電子密度高度分布を修正し、電波強度の観測値と理論値を徐々に一致させて電子密度を推定する。この手順のうち、電波強度の観測値と理論値の比較および電子密度高度分布の修正を手作業で行っており、電子密度の修正に専門的な知識と多くの時間が必要という欠点がある。また、観測値と理論値を比較する際に定量的な基準がないという問題点もある。
　過去の研究において電波吸収法の自動化アルゴリズムを開発し、これを用いて電離圏電子密度推定を行った結果、推定領域全体の誤差が1.2dB以内の精度かつ短時間での推定を実現した。しかし、自動推定された電子密度には低高度域において自然現象とは考えられない電子密度の急激な変動が発生していた。そこで、より現実的な推定結果を出すようにアルゴリズムの検討、改良を行った結果、低高度域における不自然な電子密度変化を取り除いた自然な電子密度推定を行うことに成功した。