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研究活動


千葉大学環境リモートセンシング研究センター(CEReS)マイクロ波リモートセンシング研究室(MRSL)またはヨサファット研究室における研究テーマは下記のように示す。本研究室では、地域連携国際レベルの教育と研究を目指し、マイクロ波リモートセンシング分野における人材育成に力をいれている。この研究と教育活動では、大学発航空機・小型衛星搭載用のさまざまな先端技術である地球観測用合成開口レーダセンサ、マイクロ波散乱計、マイクロ波放射計、合成開口レーダ信号処理などを開発している。特に、現在当研究室は円偏波合成開口レーダ(CP-SAR)搭載小型衛星を開発している。この衛星は2012年に打ち上げして、教育・研究目的で地域の産業と共同し、世界中の大学と研究機関と連携して、地球観測の運用を行う。

航空機・マイクロ衛星搭載用の円偏波合成開口レーダセンサの開発
本研究室では、次世代地球・その他の惑星を観測するためのマイクロ波リモートセンシングまたはレーダセンサのために、円偏波合成開口レーダ(CP-SAR)、円偏波散乱計(Circularly Polarized Scatterometer - CPS)、円偏波放射計(Circularly Polarized Radiometer - CPR)を開発している。これらのセンサは航空機とマイクロ衛星(小型衛星)に搭載するために設計開発し、周波数1.27 GHz (Lバンド)である。このセンサで、地球表面、植生、都市マッピング、雪氷(北極航路)などの物理情報を抽出するために使用できる。現在、4機(予定)のマイクロ衛星を開発して、将来地球表面を準リアルタイムに観測する予定である。本研究では、東京大学、日本大学、宇宙航空開発機構、(社)センテンシアなどの研究者と共同開発している。



図1.当研究室に開発されている円偏波合成開口レーダ搭載小型衛星のイメージ図 [新聞報道]

合成開口レーダモザイク画像

図2.ジャワ島モザイク画像

本研究室では、衛星画像レベル0(生データ)から解析して、モザイク画像を作成した。現在、インタフェロメトリ法とポラリメトリ法(POLInSAR)を使用して、地盤沈下、災害被害把握などを行っている。これらの研究成果が、さまざま報道機関に取材された。


当研究室における研究テーマは下記のようであるが、基本的にマイクロ波リモートセンシングにおける自由発想かつオリジナルな研究テーマをもとにして研究を行っている。本研究室の研究活動、研究テーマ、共同研究などに関して、「連絡先」にお問い合わせしてください。

合成開口レーダ(SAR)の開発
(1) 円偏波合成開口レーダ(CP-SAR)
(2) 無人航空機(UAV)搭載小型合成開口レーダ

Fig. 3(a) 円偏波合成開口レーダ搭載用無人航空機(CP-SAR UAV):ヨサファット研実験機1号(JX-1)の概念図


図3(b) 合成開口レーダ搭載用無人航空機(UAV):ヨサファット研実験機1号(JX-1)


Fig. 3 (b) 無人航空機・小型衛星搭載用合成開口レーダのパッチアレーアンテナの開発(当研究室にパッチアレーアンテナの測定の様子)

航空機搭載合成開口レーダシステム
(1) 自動飛行制御システム
(2) 飛行通信システム
(3) 無人航空機 (UAV)
(4) データ通信・画像処理
(5) SAR信号処理

マイクロ衛星搭載SARシステム
(1) 姿勢制御システム
(2) 中央コマンドシステム
(3) 電力システム (太陽パネル,電池など)
(4) 通信システム(SバンドとXバンド)
(5) 地上システム(通信・受信システム)
(6) データ通信(Downlink) Xバンド
(7) インフレータブルアンテナ
(8) アンテナ・太陽電池アレーパネル(SAP)展開方式

SAR測定システム
(1) 近傍界・遠方界測定システム(電波無響室内)
(2) 外野SAR測定システム
(3) 円偏波伝搬・散乱解析
(4) 2次元・3次元電界測定システム
(5) 航空機搭載SAR測定システム
(6) マイクロ衛星搭載SAR測定システム



図4.小型衛星・合成開口レーダ測定システムの構築

画像信号処理
(1) SAR信号処理
(2) インタフェロメトリ合成開口レーダ (InSAR)
(3) ポラリメトリ合成開口レーダ(PolSAR)
(4) 円偏波合成開口レーダ (CP-SAR)
(5) SAR画像フィルター解析法と応用
(6) 散乱解析



図5.インタフェロメトリ合成開口レーダ(InSAR)による地盤沈下観測(インドネシア・バンドン市内)

理論・測定方法・基礎実験
(1) マイクロ波伝搬・散乱解析(時間領域差分法-FDTD,有限要素法 - FEM, モーメント法 - MoM, Constrained Interpolation Profile (CIP)、その他の独自の方法)
(2) 円偏波伝搬・散乱解析



図6.時間領域差分法(FDTD)による樹幹の散乱シミュレーション

(3) ロケット追尾用GPSアンテナの開発 (東京海洋大学・ISAS JAXAと共同)

Fig. 7. 当研究室のロケット追尾用のオリジナルなアンテナ

SAR画像応用
(1) 災害監視システム
(2) 雪氷・道路凍結監視システム
(3) 熱帯森林モニタリング
(4) 地質応用
(5) 砂漠環境モニタリング
(6) 北極航路モニタリング


図8.東部サハラ砂漠:(a) LバンドSAR、HH偏波 (b) ランドサットETM+ (c) PCAフージョンによる合成画像


図9.ALOS PALSAR DInSARによる三宅島の火山活動の観測

マイクロ波放射計
(1) Lバンドマイクロ波放射計



図10.マイクロ波放射計を使用して、雪氷の偏波特性の調査(北海道佐呂間湖にて)

マイクロ波散乱計
(1) Lバンドマイクロ波散乱計
(2) 道路凍結監視用車載レーダ



図11.日本参謀本部外邦図より抽出した空間情報データベースSharingシステム(CEReS Gaiaシステム):このシステムによりアジア地域における100年間の変化を観測可能

古・現在地球環境解析
(1) 旧版地図と衛星画像によるアジア地域における古と現代環境解析
(2) 古文によるアジア環境情報解析


最終更新日 : 2009年11月19日