航空機や人工衛星にセンサを搭載し、空から観測することで地球規模の地表観測システムを構築できます。空からの観測は広範囲を瞬時に観測できるため、地形図の作成、災害時の被災状況把握、森林・社会インフラのモニタリングなどさまざまな用途に利用されています。人間が歩いて測量することが困難なほど広い地表も、空から俯瞰的・面的に観測することで短時間に計測することが可能となります。最も身近なものは航空写真であり、多くの人が自分の住む町を航空写真によって上空から見たことがあるかと思います。
我々の研究室では航空機搭載合成開口レーダー（以後、「航空機SAR」と呼ぶ）の機器開発と観測・解析技術に関する研究を行っています。航空機SARは航空機の進行方向に対して直角方向の斜め下方向の地表にマイクロ波帯の電波を照射し、地表からの後方散乱波を観測するアクティブセンサです。そのため、夜間でも安定して観測可能であり、また、マイクロ波帯の電波は雲などを透過するため、光学センサ（可視光センサなど）による観測が困難な場合でも地表を観測可能という特徴があり、光学センサと併用することで安定的な地表観測が実現できます。さらに、航空機SARはパルス圧縮技術と合成開口技術を用いることで、非常に高い空間分解能を達成しています。
NICTでは1990年代から偏波観測機能と干渉観測機能を有した航空機SAR、Pi-SAR（Polarimetric and interferometric airborne Synthetic Aperture Radar）シリーズの研究開発・運用をしてきました。第1世代Pi-SAR、第2世代Pi-SAR2に続き、2021年から試験観測中の第3世代Pi-SAR X3では、約8,400mという観測高度から15cmという高い分解能で地表の様子を捉えることができます。また、Pi-SAR X3は高い分解能に加え、干渉観測・多偏波観測などの多数の観測モードを持ち、環境モニタリングや災害モニタリングなどのさまざまなミッションに対応可能です。
Pi-SAR X3による地表観測画像例
2021年12月15日にPi-SAR X3を用いて観測した石川県輪島市近郊の地表観測画像と白枠内（田圃）の拡大図（拡大左図：Pi-SAR X3（15cm分解能）、拡大右図：既往の航空機搭載合成開口レーダー（30cm分解能））：Pi-SAR X3は、既往の航空機搭載合成開口レーダーでは計測することが困難であった田圃内の轍を鮮明に観測することに成功しており、地震や火山噴火等で発生する地表面の変化をこれまで以上に詳細に観測することができます。
上本 純平（研究マネージャー）
2008年東北大学大学院博士課程修了。同年にNICT入所。超高層大気物理に関する研究に従事。2016年より現職。現在は航空機搭載合成開口レーダーに関する研究に従事。博士（理学）。日本リモートセンシング学会、日本写真測量学会、地球電磁気・地球惑星圏学会所属。
牛腸 正則（研究員）
2021年新潟大学大学院博士課程修了。2019年NICTに入所。航空機搭載合成開口レーダーを用いたリモートセンシング、およびレーダー信号処理に関する研究に従事。博士（工学）。電子情報通信学会所属。
NICT-情報通信研究機構
電磁波研究所