第16回IVS技術開発センター会議・議事録

(最終版作成日:2000年2月16日)

場所:通信総合研究所本所 4号館2階中会議室
日時:平成12年2月7日 月曜日 午後2時〜午後5時半

出席者:

外部専門委員
川口則幸 国立天文台
日置幸介   国立天文台
小林秀行 国立天文台
石原 操  建設省国土地理院測地部測地第二課
岩田隆浩 宇宙開発事業団SELENEプロジェクトチーム
魚瀬尚郎 NTT情報流通プラットフォーム研究所

(欠席)
仙石 新 海上保安庁水路部航法測地課
渋谷和雄 国立極地研究所南極圏モニタリング研究センター

内部

塩見 正、森川容雄、吉野泰造、今江理人、栗原則幸、国森裕生、雨谷 純、木内 等、 瀬端好一、金子明弘、花土ゆう子、五十嵐通保、今村國康、小竹 昇、細川瑞彦、 高橋冨士信 (以上本所)

熊谷 博、小山泰弘、関戸 衛、鈴山智也、近藤哲朗 (以上鹿島宇宙通信センター)

オブザーバー
大久保寛、大崎裕生 (研究支援者)

合計29名

議事: 

1.挨拶  IVS技術開発センター長 森川容雄

前センター長を引き継ぎ昨年12月より技術開発センター長になった等の自己紹介と、今日のVLBIは一つの転換期にあり、独法化を前に、皆様からの忌憚のない意見をいただき、我々の指針にさせていただきたい旨の挨拶があった。

2.技術開発センター活動報告

●IVS活動の紹介   近藤哲朗

昨年度15回の技術開発センター会議での説明と重複する点もあるが、再度説明させていただく。IVS (International VLBI Service for Geodesy and Astrometry)とは、GPSやSLRで成功している、IGS,ISLRと同様の国際的組織をつくるため、IAG(International Association of Geodesy:国際測地学連合)の下のCSTG (Commission on International Coordination of Space Techniques for Geodesy and Geodynamics)のもとのVLBI小委員会で議論され昨年3月1日より発足した。測地学、位置天文学などの研究に役立てる高品質データを生産する...などの活動を目的に、組織された。IVSの位置付けは以下の通り。 IAGの下にAdvanced Space Technologyという組織があり、その下にIGS,ILRS,IVSが存在する。IERSはIAG,IAUの両方にまたがった、地球回転関連組織で、IVSはそれと同等の組織となる。IVSの構造は、解析・技術・観測・調整、のそれぞれのコーディネータが存在し、技術開発センターの一つにCRLがなっている。日本からは、CRL,GSI,天文台、極地研の3組織が参加している。これまで我々はIERSの技術開発センターであったが、昨年3月からIVSの技術開発センターとなった。IVSの昨年3月からの経過報告。技術開発センターとしての活動報告: センターニュースの発行、IVS標準インタフェースの仕様制定作業、ギガビットVLBIシステム測地実験(GIFT)、GALAXY実験。

Q:IVS General Meeting (2/20) での VLBI Standard Interface 制定の予定は?
A:技術開発コーディネータの Whitney により作業が進められており、詳細な仕様レベルまで決定し IVS の技術開発報告で議題に挙がると思われる。

Q:VSI の具体的な技術開発の位置付けは?
A:観測/解析/技術開発等の各コンポーネント毎にテーマを設定して取り組んでいるいう位置付けである。

Q:従来の IERS の目的に比べて、IVS の目的は狭義なのでは?
A:IAUなど他の機関とも関連して活動を行っている。

Q:日本国内でもIVSのコンポーネントとして様々な機関が指名されているが、国内の連携はどうなっているのか?
A: CRL が日本国内の各機関の取り纏めを行うべく、十分意識している。

C:是非 CRL に国内のリーダー役としての活動も期待したい。

●VLBI標準インタフェース  小山泰弘

これまでの観測の制約となっていた、観測局のターミナルの違いを統一しようという画期的な試みであり、ネットワーク接続された観測も視野に入れている。フォーマッタ、レコーダ、相関器のインタフェース仕様を制定しようとしている。 経緯説明:1999年1月のGEMSTONE会議の際にA.Whitneyにより提案され、作業が開始された。国内会合、IVS評議委員会、URSI、国際電話会議、などを通して使用を国際的に詰めてきた。2月21−24日のIVSGMで結論が期待される。 IVS機器構成概念の説明:特徴: 将来のシステムをターゲットに、既存のシステムは可能な限り対応する。当面1024Mbpsを視野に入れる。観測、相関処理、データコピーの各処理で互換性を確保する。DTSはDASとDPSから見てできる限り透明にする。 ・・・など。ケーブル長15m、LVDS、など 今後のスケジュール: 最終仕様の制定、IVS総会でオーソライズ。GBR,VERAで互換性実現していきたい。=>日本がVSIの具体的実現に最も近いところにいる。コマンド、プロトコル、データフォーマットの標準化、コネクタ、などの標準化作業が残されている。

Q:標準化の内容に関しては、よりハイテクが標準化に盛り込まれないとブレークスルーにつながらないのではないか?
A:日本のグループとしては、現在の装置を標準化する方針を採っている。VSI 成立後は光回線等の技術開発も視野に入れて活動を行っていきたい。

Q:トランスペアレントなシステムを作るのは非常に難しい。インターネットVLBIとVSIは分けて考えたほうがいいのではないか?
A:先にインターネットVLBIに関しては先に装置を作り、順次VSIに対応していこうと考えている。

C:VSIが実現すると、どの相関器でも相関処理が実現できるなど非常にメリットが大きい。現在2ギガのシステムを考えているが最終的にはこのインターフェイスに合わせたい。非常に重要である。

Q:リアルタイム系の標準化はこれから検討するのか?
C:発展系として、処理系分散型も含められると良い。

Q:VSI 案ではいろいろなモード(クロック等)が存在するが、受け側が許容するのか、それとも送り側で対応するのか?
A:結果的には一部のモードで対応するという折衷案となっている。現在の仕様ではハードワイヤー等しか決まっておらず、個々のモードの互換性は今後の検討課題でもある。

Q:伝送モードで最低限このモードは保証するというような事項を制定したほうがいいのではないか?
A:今後のステップで確立されると思う。先ずは最初の決定が必要である。次の評議会では恐らくそのような議論も挙がるだろうと思う。

●ギガビットVLBIシステム開発報告  小山泰弘

ギガビットVLBIシステムならではの独特な特徴がある。Pcal(位相校正信号)不要。バンド幅合成不要など。3m小型VLBI移動局を、岐阜大学に移設し、測地VLBI実験を計画実行している。10月19日(KSPを使ったK4との比較実験)。1月、2月のGIFT実験。10月の実験のK4との比較結果、基線長の推定までできた。世界的にも256Mbpsは進んだ技術であるが、1Gシステムによる測地LVBIは世界初の最先端技術である。現在K4に比較して3倍程度のばらつきがある。1月18日のGIFT実験:GPSとのコロケーションや、GPSによる電離層補正なども研究ターゲットとして検討している。GIFT2(2月28日)も実施予定。オーバーサンプリングによるバンド幅合成も検討していきたい。

Q:34mと3mは10mペアと変わらないと思うが、183psという測地誤差は大きいのではないか?
A:ソフトウェアの改良の余地がある。

Q:GBRの解析結果の精度が悪いのは、バンド幅合成を行っていないからではないのか?
A:多チャンネル化で対応していきたい。

Q:GBRの解析結果の精度が悪いのは、バンド内の位相の問題(時間変化)ではないのか?
A:そうかもしれない。今後、検討する。

Q:単周波観測なのでGPS等による電離層補正が必要だと思うが?
A:視線方向の全電子数をGPS観測データから内挿外挿で求める。

3.専門委員からの提言

●石原専門委員

我々としては、CRLのVLBIの直面している問題で困っている。我々のVLBIはCRLの技術があって、現在の32mを作ってきたので、我々の今後の技術を見てもらえるところがないと困る。我々の場合、事業として、年間50回の国際VLBI観測と年4回の国内観測を行うことが認められている。GPSのGEONETも事業として認められている。国土地理院としては松坂さんと我々の所しかVLBIをやっていないということを知っていただきたい。我々はCRLで開発されたものをエンドユーザとして使ってきたので、今後も技術開発等を担っていただけたらと思っている。測地VLBIの理論的な側面、水蒸気遅延のモデルなど、も期待している。スーツケース一つでVLBIができるようなプロジェクト、や、ギガビットVLBI、リアルタイムのVLBIなど期待している。宇宙測地技術が相互に補完し合えるように、していけたら。

C:国土地理院さんが、日本の測地VLBI技術の大きなスポンサーとなって、支えていただけると良い。今後はしっかりとした後ろ楯が必要。

●仙石専門委員(国森代読)

仙石氏は大変重要な会議があるので本日欠席している。SLRの長所:長期のデータ蓄積、不動点が幾何学的に安定。短所:高価である。(機器、人件費)、観測点が少ない。天候に依存する。
これまでやってきたこと:重力場、地心の測定。月レーザ測距による相対論の検証(課題)など。時刻比較、GPS、GLONASSの起動決定。アルチメータ衛星の追跡。測地系の結合。
今後やるべきこと:重力ミッション、LLRの高精度化
CRLに期待するもの; SLR観測技術の高精度化、リアルタイム化、無人化、アイセーフ化、アジアのSLR局への支援、逆レーザ測距、衛星間測距など

Q:現状の KSP の SLR で LLR は実行可能か?
A:リンク(レーザ口径、パワーで一桁向上)が必要。ポインティング(1秒角)もガイドの施設がないと困難なので、現状では困難である。

Q:アイセーフ化をパルスでなく、連続波で積分の行うVLBI的手法では実現できないか?
A:アイセーフ化にいくつか方法があるが、そのような方法も考えられる。

●川口専門委員  

   ギガビットVLBIの観測技術を高度化していただきたい。天文的な需要から行くと、10G,20Gまでほしい。超高速データ伝送にも期待したい。ATMに限らず、最も安定した技術で安く高速で伝送する技術を期待したい。また、より信頼性の高い相関処理技術。フリンジローテーション、ディレイトラッキング、技術をユーザが使用しやすい形で提供してもらえるとありがたい。将来的には、宇宙飛翔体観測技術、光による宇宙におけるデータ伝送技術、相関処理技術が期待される。GPSでも高精度飛翔体の位置決定技術にも期待したい。高精度ラジオメータ技術は測地にも大きな貢献ができるだろう。受信機の位相安定度に協力いただいたているが、位相変動がない発振器、受信機、原子時計のコストダウン(価格が下がることで劇的に状況が変わる可能性がある)。観測面では、地球姿勢決定システムにも大きく期待したい(我々の銀河回転の決定も地球回転を既知と仮定している。)。

C:VSOP2 など天文台側プロジェクトにおいて、CRLの技術が必要な場合、協力して研究を行えるか具体的に検討してもらいたい。

Q:VERAで実時間の地球姿勢が必要なのか?
A:実時間よりも精度の方が重要である。
C:実時間の方がデータ処理を迅速に行えるというメリットがあり、精度の向上につながる。

Q:VERAとしてはどの程度の精度が必要なのか?
A:現在検討中である。今の精度が最低必要。更に精度が上げれば上がるほど良い。

4.CRL側のプロジェクト提案

●宇宙測地技術の宇宙空間への展開   吉野泰造 

宇宙空間の位置を決定するようなことを考えたい。宇宙観測技術の発展に伴って、衛星などの位置決定の需要が高まっている。(重力関係の衛星ミッション、など)従来の宇宙測地技術は地上または地球近傍の衛星が対象であった。宇宙空間の電波・光のリンクなどを使って位置を計測することが考えられる。具体的には、SELENE-2でアクティブな光のトランスポンダーを使ってレーザ測距を行うことを考えたい。

Q:アクティブな光トランスポンダーはどの程度の期間で開発できるのか?
A:まだはっきりしない。

Q:原子時計搭載衛星から ユーザ衛星への信号の伝送に、光などの使用は考えられるか?
A:具体的な衛星は未だ検討中なので、光か電波かも決定していない。

Q:もし、VSOP衛星の位置が精度よく決められると、位置天文観測も対象となる。衛星の位置計測は、mmまたはcm精度で決めることができるのか?
A:目的を定めて設計をきちんと行うことによって、cm精度でできるだろうと思う。
A:衛星は力学で位置が決定できるので、光のレンジングとVLBIによる観測ができると、VSOPのような形状がへんてこな衛星でも位置を精度よく決められる。

C:宇宙において数メートルのベースラインをミクロンオーダーで精度良く求めようとしている、位置天文観測を行う計画がNASAの宇宙の光干渉計計画がある。衛星の位置が精度良く決まることが位置天文に大きく役立つ。

Q:アストロメトリーは何のために行っているのか?
C:メーザの距離などを測定して3次元的力学的運動の測定をして重力場を決める。

●高精度精密測位システムAPPS    小山泰弘

GPSを用いた精密測位システムは専門化が解析を行うことで精度よく位置が決まる。APPSは誰でも高精度の位置情報が得られるようにする。時間標準の提供と双対関係で空間標準の提供を考えたい。 期待される効果:位置情報の均一化、 水蒸気分布、電離層データの集積が期待される。必要な開発要素:位相特性の優れたアンテナ、GPSの自動解析手法の確立、精密軌道地球姿勢パラメータの取得、水蒸気分布、電離層モデル、数値気象モデル

Q:ユーザとしては助かると思うが、CRLで行うにしては開発要素が少ないのでは?
Q:どれぐらいの数のユーザーが想定できるか?
C:大学の研究者としてあるだろう。
C:日本だけか、世界を相手にするのかで異なる。RTK(Real Time Kinematic)-GPSは衛星の配置がよければ1cmで決まるが、単独測位と比べるとユーザーは少ないのが現状である。1mから10m程度ならたくさんユーザーがいると思う。
A:日本に限定したシステムではない。開発要素は少ないと思うが、最初の枠組みをCRLが行い、運用は民間に任せるということも考えられる。CRLは高精度な地球姿勢情報サービスの提供を行う。
C:それはIERS、IVSがおこなうのでは?

Q:サービスイメージを価格提示し、マーケティングリサーチしないと、どの程度の需要があるか評価できないのでは?

C:現在行っている測量が不要になるので、かなりの需要が見込めると思う。

C:受信機もどの程度小型化できるかなども要素となるだろう。

C:通信測位と複合してはどうか。

●実時間地球姿勢決定システム     近藤哲朗

宇宙における時空標準基盤技術の研究のなかで、VLBIは実時間で地球姿勢を決定してやろうと考えている。実証実験計画としては、鹿島と沖縄の1600kmがネットワーク的にも有望だろう。各種の学術成果も期待できる。それを実現する方法として、ギガビットVLBIとリアルタイムVLBIである。ATM方式のVLBIとIP方式のVLBI。多ch方式のIPVLBI:16Mbpsを送信する能力、計算機による相関処理。高速データ伝送方式: 256Mbpsを送信し、専用の相関器。インターネットVLBIは底辺を広げる。若手研究者が増えれば研究も活性化する。34mで受信した信号をマルチキャストして、地方観測局が同じ天体を観測しフィードバックすることができれば、魅力的なものになる。

Q:通信コスト(ビット単価)はIP化することにより低下するのか?
C:純粋方式的にはATMの方が安い。スケールメリットでIP方式のほうが安くなると期待できる。

C:一概には、ATM=天文・IP=測地というように言えないのではないか?

Q:GPS、VLBIといろいろあるが、リアルタイムに一番向かないのがVLBIではないか? なぜVLBIに固執するのか?
C:GPSは軌道決定に時間がかかるが、VLBIはそれがない。それをもっと主張すべきではないか。

●宇宙測位技術開発センター構想  近藤哲朗

通信総研のポテンシャルから考えると、・・・・・の技術がある。外部からの期待として:・・・・がある。このような期待を担うため、安定して技術開発を進めるための受け皿として、宇宙測位技術開発センター構想(SPTDC)を提案し始めている。議論していただきたい。 目的:地表から月程度の地球近傍まで精度に応じた位置計測の需要があり、このようなさまざまな測位システムの技術開発を行う。 施策の概要:各精度に応じた需要・・・・の説明。CRL実施の必要性:・・・・ 現部・研究室からみた役割分担:推進体制:企画部長のコメントの紹介:

Q:莫大なコストをかけるだけの意義があるのか、ということを明らかにする必要がある。精度向上だけを目的にするのは、国民は勿論、研究者の間でも理解を得るのが難しいと思う(マニアック)。精度を上げることと、コストを下げることとは両立しないので、コストに応じた精度の需要調査も必要ではないか。

C:このコメントは重要である。施策の概要のなかで、ターゲットを明確に絞っていないと、現在のCRLでは認められにくい。CRLが果たすべき役割が何か、ターゲットを明確にすべきである。

C:同感である。国が行う必要性とも関連するが、需要があって商売になればほっといても誰かがやる。学術目的で一番大きな問題は、純粋学術=>大学となると、大きなプロジェクトは起こせない。高精度=学術目的だけでなく、将来の民生技術の先鞭を切るという観点が必要である。

A:時空インフラは高精度を目指しているが、高精度を追及するためにVLBIを行うとの説明が、所内的には難しくなってきている。

C:地球科学でここに含まれていないもので重要なのが、海底である。海底の測位が含まれないと学術的要求は満たされない。この程度の精度ならGPSでも十分である。

Q:根幹が同じだとしても、システムとして開発する場合にはアプローチは全く変わってくると思う。精度をめざすアプローチとコストを目指すアプローチとでは発想及び観点が全く異なるのではないか?
A:その辺はまだよくわからない。安く提供する場合でも伝播路の影響を考える必要はある。ソフト的には似通ったところが多い。総合的に同じような枠の中で、互いに刺激し合いながら研究開発を行うセンター構想である。どのようなアプローチが良いかも含めて考えるセンターとしたい。また、様々な要素を総括することで、予算的にもそれぞれの分野を補うことも可能かと思う。

C:宇宙科学に携わった経験から、軌道決定は日本でまったく遅れている分野である。CRLでやっていけるのであれば、やる意味がある。実時間での衛星姿勢の決定は、それだけでも大きなインパクトがある。

C:Needs Oriented か、Seeds Oriented か。これは Seeds Oriented な研究なので胸を張って頑張って欲しい。
A:今のところ Seeds が Needs を生んでくれない。

C:SeedsからどのようなNeedsがあるか、いろんな学会でNeedsを調べることが必要である。

C:近赤外など、いろいろな分野に広げていくことも必要である。

5.閉会の挨拶   熊谷副センター長

長時間にわたって深刻な議論に対する礼が述べられた。さらに、何がやりたいか、やって楽しいこと人に勝てることを考えてそこから考えるのも大事ではないかとの、私見も述べられた。

会議終了後、懇親会を行い、さらに意見交換を行った。

議事録書記:関戸 衛、鈴山智也
編集:近藤哲朗