VLBI 位相遅延を使った飛翔体の位置計測観測ー位相接続についてー

VLBI位相遅延を使った飛翔体の位置計測観測ー位相接続についてーVLBI位相遅延を使った飛翔体の位置計測観測ー位相接続についてー関戸衛、市川隆一、近藤哲朗(NiCT) 吉川真（JAXA)、大西隆史(富士通）　　　　　　　「のぞみ」相対VLBI観測グループ（JAXA,NICT,NAO,GSI,岐阜大、山口大、北海道大）

R&RR SC Astrometry 宇宙飛翔体のナビゲーション VLBI + R02 R01

Observable of VLBI: Phase Delay & Group delay 2p n ambiguity tg:Group Delay Dtp ~ 1/RF ~1 pico second Phase Phase Delay Dtg ~ 1/BW ~1 nano second (Spacecraft) Band width 0 Frequency

~100 nano sec. 飛翔体の信号 quasor (frq.) ~1(数）MHz 群遅延の場合(Post-fit 解析残差)

位相遅延量

Algonquin基線を含む 基線を増やしたときの位相遅延解析解（飛翔体位置）の軌跡(6月4日の観測) 原点はR&RR による確定軌道

飛翔体のVLBI観測観測量それぞれの特徴のまとめ飛翔体のVLBI観測観測量それぞれの特徴のまとめ • 群遅延 • 絶対遅延量が求まる（クロックなど含む) • 遅延分解能に制約(帯域幅） • 1ns/6000km=10mas(50nrad) • 位相遅延(Challenging) • 高い遅延分解能 • 10ps/600km=1mas(5nrad) • 位相接続が必要 • (容易な解)長時間観測

理論値 補正した観測値スイッチング観測（相対VLBI ） • 目的：大気のバイアス補正 • 問題点：観測インターバルの補完遅延量観測値クエーサ位相接続観測値時間

t t 時間アラン分散 • 時間変化の変動(直線からのずれ）の指標 • （傾きの差の自乗平均値） • 周波数安定度の指標

苫小牧（北大) 山口大岐阜大 1280km ９００ｋｍ５００ｋｍ Nozomiの観測データで位相接続が可能な時間間隔を調べる位相接続の結果、非常に高精度な遅延量計測が長時間（24時間以上）のスパンで実現した。 (June 4th Nozomi観測)

観測位相遅延量ー理論値ー２次多項式(fit)＝残差　の例観測位相遅延量ー理論値ー２次多項式(fit)＝残差　の例つくばー苫小牧基線数十ｐｓの

アラン標準偏差 Long Baseline:OK,OH,UH,TK,TH,YH Very Long Baseline: Oc.Tc,Uc,cK,cH,cY Short Baseline: OU,OT,UT,UY Middle Baseline:UK,KY

アラン標準偏差X時間間隔 8.4GHz 1 Cycle Long Baseline:OK,OH,UH,TK,TH,YH Very Long Baseline: Oc.Tc,Uc,cK,cH,cY Short Baseline: OU,OT,UT,UY Middle Baseline:UK,KY

まとめ • 観測量として • 群遅延：遅延精度向上データ処理法の検討要 • 位相遅延：長時間連続観測による位置推定はほぼ成功 • 相対VLBI（スイッチング観測） • 目的：大気、その他の誤差要因をキャンセルする • 群遅延 • 位相遅延 • NOZOMIので観測データを用いた評価では、１分以内のスイッチングが必須（？）

VLBI 位相遅延を使った飛翔体の位置計測観測ー位相接続についてー