ト）ト）

ＫＳＰ−ＶＬＢＩ網（非常にコンパク

３つの宇宙測地技術のコロケーション

VLBI

SLR GPS

鹿嶋局

首都圏広域地殻変動観測計画首都圏広域地殻変動観測計画

要石計画要石計画

Key Key

Stone Stone PProjectroject

Key Stone Project (VLBI) の特徴

• リアルタイムＶＬＢＩの実現

– リアルタイムデータ伝送システム＋リアルタイム相関器の開発

• 完全自動化システム

– 観測の自動化無人運用システム – データ処理・解析の自動化

– 迅速な処理と解析結果の自動公開 – 高頻度連続観測

• 小口径・高感度ＶＬＢＩ観測

– 56Mbps 256Mbps

• ３つの宇宙測地技術のコロケーション

– 座標系の結合・構築

ＫＳＰ−ＶＬＢＩシステムＫＳＰ−ＶＬＢＩシステム

• • アンテナ直径アンテナ直径 : : 11 m 11 m

• • 観測局数観測局数 : : 4 4

• • データレートデータレート : : 256 Mbps (16 Mbps x 16 256 Mbps (16 Mbps x 16 ch ch ) )

–– XX--band: 10 band: 10 chch, S, S--band: 6 band: 6 chch

• • データ収集ターミナルデータ収集ターミナル : : KSP (K4) KSP (K4)

• • １セッション（実験）長１セッション（実験）長 : : 24 24 時間時間（隔日）（隔日）

• • 運用モード運用モード : :

––

実時間ＶＬＢＩ実時間ＶＬＢＩ及び及びテープベースＶＬＢＩテープベースＶＬＢＩ

• • 定常運用期間定常運用期間 : ２００１年度まで : ２００１年度まで

ＫＳＰ鹿嶋局

ＫＳＰ鹿嶋局（１１ｍアンテナ）（１１ｍアンテナ）

昔ながらのＶＬＢＩ観測と処理昔ながらのＶＬＢＩ観測と処理

相関処理相関処理

実時間ＶＬＢＩ実時間ＶＬＢＩ

相関処理相関処理

高速ネットワーク

リアルタイム VLBIの実現

• 2.4 Gbps 高速光通信ATMネットワーク

• 新開発データ送受信装置

ATM データ伝送装置リアルタイム VLBI 相関器

完全自動化システム

01:15 UT 23:45 UT

観測テープ集荷

テープテープ到着

セット

翌朝

相関処理解析

テープベースＶＬＢＩ観測（ほぼ自動化＋ほぼ無人観測）

データ公開

01:15 UT 00:45 UT

観測＋相関処理解析

リアルタイムＶＬＢＩ観測（完全自動化＋完全無人観測）

データ公開

自動データ解析

測位精度の向上

鹿島−小金井基線

1997.9.30 ２４時間観測開始

1997.6.4 256Mbps + リアルタイム VLBI 1995.12.1 三浦局運用開始

1996.5.14 56Mbps から64Mbpsへ

1996.9.3 館山局運用開始

測位精度の向上

基線長

再現性

２４時間３局３基線観測開始

観測開始

受信機室エアコン

内部誤差

の改善

局位置推定値の再現性(mm) 1997.9.30-1998.11.14

東西南北鉛直小金井 2.2 2.0 10.7 三浦 2.3 2.5 12.1 館山 2.5 2.4 11.1

ＫＳＰ観測精度ＫＳＰ観測精度

内部誤差 (mm)

再現性 (mm)

00 5 10

夏

冬

夏冬

鉛直成分鉛直成分

水平成分水平成分

測位結果の水平成分と鉛直成分

（鉛直位置誤差）≒（水平位置誤差）×５

１．観測が上半球に偏る幾何学的効果２．大気遅延モデルの誤差による影響３．時系オフセット推定誤差による影響

静穏時（ ~2000.5 ）の局速度とプレート運動

プレート運動モデル（Nuvel-1A + Seno model) による北米プレートに対する周辺プレートの動き北米プレートに対する鹿嶋局の動きを各局の

局速度に加えたときのKSP観測局の動き

神津島東方海域の地下での岩脈状マグマ活動が南関東の広域地殻変動を誘起

２０００年６月２６日三宅島で地震・火山活動が始まる。

その後、神津島東方海底で巨大なダイク（板状マグマ）が垂直に貫入したと考えられる。

地殻変動の影響はＫＳＰ観測網のある南房総にまで波及。

通信総合研究所のＶＬＢＩ観測結果は、気象庁、

地震調査委員会、地震予知連絡会等で活用。

観測量に基づく地殻変動モデル計算値

（２００２．６．２６．〜９．１５．）

■名古屋大学モデル準拠

■気象研究所ＭＩＣＡＰ−Ｇソフト使用

ダイクの大きさ

長さ：２０ｋｍ×深さ：３−１５ｋｍ×厚さ（開口）：５ｍ

鹿嶋−館山の基線長変化

館山局水平位置変化

首都圏広域地殻変動観測網で捉えた伊豆諸島地震・火山活動の影響首都圏広域地殻変動観測網で捉えた伊豆諸島地震・火山活動の影響

通信総合研究所

首都圏広域地殻変動観測推進本部

伊豆諸島の地震・火山活動により、地殻変動は南房総にまで影響した。特に、鹿嶋−館山基線では２ｃｍ/月を超す大きな地殻変動を観測した。

H12年６月２６日までの観測局年間移動速度

（基準：鹿嶋）

６月末以降、首都圏観測網の観測局移動ベクトルは、一変した。

H12年６月２６日〜９月１５日までの観測局移動（基準：鹿嶋）

（ＧＰＳは国土地理院観測点）

神津島東方海域の地下での岩脈状マグマ活動が神津島東方海域の地下での岩脈状マグマ活動が

南関東の広域地殻変動を誘起南関東の広域地殻変動を誘起

■平成１２年６月２６日三宅島で地震・

火山活動始まる．

■神津島東方海底で巨大なダイク（板状マグマ）が垂直に貫入したと考えられる．

■地殻変動の影響は首都圏広域地殻変動観測網を持つ南房総及び南伊豆にまで波及．

■通信総合研究所のＶＬＢＩ観測結果は、気象庁、

地震調査委員会、地震予知連絡会等で活用．

通信総合研究所

首都圏広域地殻変動観測推進本部

観測量に基づく地殻変動モデル計算値

（平成１２．６．２６．〜９．１５．）

■名古屋大学モデル準拠

■気象研究所ＭＩＣＡＰ−Ｇソフト使用ダイクの大きさ

長さ：２０ｋｍ深さ：３−１５ｋｍ厚さ（開口）：５ｍ

KSP データによる EOP 推定

35°N 36°N

139°E 140°E 141°E

KOGANEI KASHIMA

MIURA

TATEYAMA

109 km

135 km 123 km

35 km 58 km

92 km

• 基線長：135km

極運動（δx・δy） 10mas=6.5mm UT1-UTC

1msec=9.8mm

推定方法

• KSP ４局の局位置を ITRF96 に固定

KSP ４局の局位置を ITRF96 に高精度結合

• δ x ・δ y ・ UT1-UTC のアプリオリとして、それぞれ０を与えて、推定

• CALC8.1 + VEBEST

• クロック・天頂大気遅延３時間ごとの折れ線推定

極運動推定結果

1998年1月1日からの通算日極運動（δx）

極運動（δy）

※実線は、IERSにより公表された確定値

ミリ秒角ミリ秒角

UT1-UTC 推定結果

ミリ秒ミリ秒

UT1-UTC

推定値−確定値予測値−確定値

※実線は、IERSにより公表された確定値

100 200 300

200

-200

-2 2

100 200 300

1998年1月1日からの通算日

自転が速い自転が遅い

1ミリ秒=1000分の1秒

地球の自転速度はだんだん遅くなっている

(

永年減速

)

1ミリ秒=1000分の1秒

e-VLBI

e-VLBI とは？

• e-VLBI とは： VLBI観測データを高速ネットワークを介してリアルタ

イムに、もしくは準リアルタイムに伝送して相関処理を行うこと。

• IVSが実施している国際測地VLBI実験の処理には、８局程度が参加する２４時間実験の場合で現在通常２週間かそれ以上を要しているが、この期間を大幅に短縮することができる。

– EOP 予測値の精度向上

– 宇宙飛翔体（惑星探査機＋人工衛星）のリアルタイム軌道推定

• 観測データレートや相関処理の処理局数の制限の打破

– 磁気記録によるデータ記録は、１ユニットあたり1Gbpsが最大。

⇒ 研究室レベルでは、40Gbpsのデータ伝送が実現。今後も発展が期待できる。

– ハードウェア相関器の性能は、現在８局程度の同時処理が最大

⇒ ソフトウェア相関器による分散処理を用いれば、容易に処理局数の拡大が可能

e-VLBI の目的

その１：国際ＶＬＢＩ実験の処理に要する日数の短縮

R1 & R4 Time Delay Over Time

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65

1/3/2002 1/10/2002

1/17/2002 1/24/2002

1/31/2002 2/7/2002

2/14/2002 2/21/2002

2/28/2002 3/7/2002

3/14/2002 3/21/2002

3/28/2002 4/4/2002

4/11/2002 4/18/2002

4/25/2002 5/2/2002

5/9/2002 5/16/2002

5/23/2002 5/30/2002

6/6/2002 6/13/2002

6/20/2002 6/27/2002

7/4/2002 7/11/2002

7/18/2002 7/25/2002

8/1/2002 8/8/2002

8/15/2002 8/22/2002 September 11, 2002 - CCT

Bonn R1 Hays R1 Wash R1 Wash R4 Correlator

Delay in days

Yen, J. L., N. W. Broten, D. N. Fort, S. H. Knowles, W. B. Waltman,

and G. W. Swenson, Jr.,

Real-Time Very-Long-Baseline Interferometry Based on the Use of a Communications Satellite, Science, 198 (1967) p. 289

国際 e-VLBI 実験

• Kashima(34m)-Westford(18m) 基線

– 基線長： 9502km

– 2002.10.8 試験観測＃１

– 2003.3.25 試験観測＃２ UT1 推定値の整合性確認 – 2003.6.27 UT1 即時推定実験 (tsev6)

– 2004.6.30 UT1 即時推定実験 (tsev8)

JGNⅡネットワーク構成

NW-A: NW運用管理技術の研究開発

NW-B: テラビットクラス実現のためのテストベッド

GMPLS相互接続技術 10G (1G×8)

当初10Gベース

NICT北九州 ITセンター

金沢

10G 10G

10G×2

10G NICTつくばRC

大手町 NICTけいはんなセンター

NICT小金井 10G

10G

NICT鹿島 10G

仙台札幌

長野

高知名古屋

1G 1G

福岡 1G

堂島 10G

(1G×8) 10G

(1G×8)

光

光 1G

沖縄

10G

10G (1G×8) 岡山

NICT神戸 1G 金沢

金沢福岡

福岡

堂島

堂島岡山

大手町

産学IT北九州

NICTけいはんなつくば NICT鹿島

JGNⅡネットワーク構成

NW-A: NW運用管理技術の研究開発

NW-B: テラビットクラス実現のためのテストベッド

GMPLS相互接続技術 10G (1G×8)

当初10Gベース

NICT 金沢

10G 10G

10G×2

10G NICT RC

大手町 NICT

NICT小金井 10G

10G

仙台札幌

長野

高知名古屋

1G 1G

福岡 1G

堂島 10G

(1G×8) 10G

(1G×8)

光

光 1G

沖縄

10G

10G (1G×8) 岡山

NICT神戸 1G 金沢

金沢福岡

福岡

堂島

堂島岡山

大手町

産学IT北九州

NICTけいはんなつくば NICT鹿島

つくばRC 堂島大手町

NICT けいはんなセンター

つくばRC 堂島大手町

NICT けいはんなセンター

光NW: 物理的な検証も可能な光テストベッド

JGNⅡネットワーク構成

NW-A: NW運用管理技術の研究開発

NW-B: テラビットクラス実現のためのテストベッド

GMPLS相互接続技術 10G (1G×8)

当初10Gベース

NICT北九州 ITセンター

金沢

10G 10G

10G×2

10G NICTつくばRC

大手町 NICTけいはんなセンター

NICT小金井 10G

10G

NICT鹿島 10G

仙台札幌

長野

高知名古屋

1G 1G

福岡 1G

堂島 10G

(1G×8) 10G

(1G×8)

光

光 1G

沖縄

10G

10G (1G×8) 岡山

NICT神戸 1G 金沢

金沢福岡

福岡

堂島

堂島岡山

大手町

産学IT北九州

NICTけいはんなつくば NICT鹿島

JGNⅡネットワーク構成

NW-A: NW運用管理技術の研究開発

NW-B: テラビットクラス実現のためのテストベッド

GMPLS相互接続技術 10G (1G×8)

当初10Gベース

NICT 金沢

10G 10G

10G×2

10G NICT RC

大手町 NICT

NICT小金井 10G

10G

仙台札幌

長野

高知名古屋

1G 1G

福岡 1G

堂島 10G

(1G×8) 10G

(1G×8)

光

光 1G

沖縄

10G

10G (1G×8) 岡山

NICT神戸 1G 金沢

金沢福岡

福岡

堂島

堂島岡山

大手町

産学IT北九州

NICTけいはんなつくば NICT鹿島

つくばRC 堂島大手町

NICT けいはんなセンター

つくばRC 堂島大手町

NICT けいはんなセンター

光NW: 物理的な検証も可能な光テストベッド

つくばRC 堂島大手町

NICT けいはんなセンター

つくばRC 堂島大手町

NICT けいはんなセンター

つくばRC 堂島大手町

NICT けいはんなセンター

つくばRC 堂島大手町

NICT けいはんなセンター

光NW: 物理的な検証も可能な光テストベッド

ドキュメント内ｽﾗｲﾄﾞﾀｲﾄﾙなし (ページ 138-174)

ト） ト）

ＫＳＰ−ＶＬＢＩ網（非常にコンパク

ＫＳＰ−ＶＬＢＩ網（非常にコンパク

３つの宇宙測地技術のコロケーション

鹿嶋局

首都圏広域地殻変動観測計画 首都圏広域地殻変動観測計画

要石計画 要石計画

Key Stone Project (VLBI) の特徴

• リアルタイムＶＬＢＩの実現

• 完全自動化システム

• 小口径・高感度ＶＬＢＩ観測

• ３つの宇宙測地技術のコロケーション

ＫＳＰ−ＶＬＢＩシステム ＫＳＰ−ＶＬＢＩシステム

• • アンテナ直径 アンテナ直径 : : 11 m 11 m

• • 観測局数 観測局数 : : 4 4

• • データレート データレート : : 256 Mbps (16 Mbps x 16 256 Mbps (16 Mbps x 16 ch ch ) )

• • データ収集ターミナル データ収集ターミナル : : KSP (K4) KSP (K4)

• • １セッション（実験）長 １セッション（実験）長 : : 24 24 時間 時間 （隔日） （隔日）

• • 運用モード 運用モード : :

実時間ＶＬＢＩ 実時間ＶＬＢＩ 及び 及び テープベースＶＬＢＩ テープベースＶＬＢＩ

• • 定常運用期間 定常運用期間 : ２００１年度まで : ２００１年度まで

ＫＳＰ鹿嶋局

ＫＳＰ鹿嶋局 （１１ｍアンテナ） （１１ｍアンテナ）

昔ながらのＶＬＢＩ観測と処理 昔ながらのＶＬＢＩ観測と処理

相関処理 相関処理

実時間ＶＬＢＩ 実時間ＶＬＢＩ

相関処理 相関処理

高速ネットワーク

高速ネットワーク

リアルタイム VLBIの実現

完全自動化システム

自動データ解析

測位精度の向上

測位精度の向上

基線長

再現性

内部誤差

ＫＳＰ観測精度 ＫＳＰ観測精度

内部誤差 (mm)

再現性 (mm)

夏

冬

夏 冬

鉛直成分 鉛直成分

水平成分 水平成分

測位結果の水平成分と鉛直成分

静穏時（ ~2000.5 ）の局速度とプレート運動

神津島東方海域の地下での岩脈状マグマ活動 が南関東の広域地殻変動を誘起

鹿嶋−館山の基線長変化

館山局水平位置変化

神津島東方海域の地下での岩脈状マグマ活動が 神津島東方海域の地下での岩脈状マグマ活動が

南関東の広域地殻変動を誘起 南関東の広域地殻変動を誘起

KSP データによる EOP 推定

推定方法

• KSP ４局の局位置を ITRF96 に固定

KSP ４局の局位置を ITRF96 に高精度結合

• δ x ・δ y ・ UT1-UTC のアプリオリとして、それぞれ ０を与えて、推定

• CALC8.1 + VEBEST

• クロック・天頂大気遅延３時間ごとの折れ線推定

極運動推定結果

UT1-UTC 推定結果

自転が速い 自転が遅い

1ミリ秒=1000分の1秒

地球の自転速度 はだんだん遅く なっている

永 年減速

1ミリ秒=1000分の1秒

e-VLBI

e-VLBI とは？

e-VLBI の目的

その１：国際ＶＬＢＩ実験の処理に要する日数の短縮

国際 e-VLBI 実験

JGNⅡネットワーク構成

JGNⅡネットワーク構成

JGNⅡネットワーク構成

JGNⅡネットワーク構成

首都圏広域地殻変動観測計画首都圏広域地殻変動観測計画

要石計画要石計画

ＫＳＰ−ＶＬＢＩシステムＫＳＰ−ＶＬＢＩシステム

• • アンテナ直径アンテナ直径 : : 11 m 11 m

• • 観測局数観測局数 : : 4 4

• • データレートデータレート : : 256 Mbps (16 Mbps x 16 256 Mbps (16 Mbps x 16 ch ch ) )

• • データ収集ターミナルデータ収集ターミナル : : KSP (K4) KSP (K4)

• • １セッション（実験）長１セッション（実験）長 : : 24 24 時間時間（隔日）（隔日）

• • 運用モード運用モード : :

実時間ＶＬＢＩ実時間ＶＬＢＩ及び及びテープベースＶＬＢＩテープベースＶＬＢＩ

• • 定常運用期間定常運用期間 : ２００１年度まで : ２００１年度まで

ＫＳＰ鹿嶋局（１１ｍアンテナ）（１１ｍアンテナ）

昔ながらのＶＬＢＩ観測と処理昔ながらのＶＬＢＩ観測と処理

相関処理相関処理

実時間ＶＬＢＩ実時間ＶＬＢＩ

相関処理相関処理

ＫＳＰ観測精度ＫＳＰ観測精度

夏冬

鉛直成分鉛直成分

水平成分水平成分

神津島東方海域の地下での岩脈状マグマ活動が南関東の広域地殻変動を誘起

神津島東方海域の地下での岩脈状マグマ活動が神津島東方海域の地下での岩脈状マグマ活動が

南関東の広域地殻変動を誘起南関東の広域地殻変動を誘起

• δ x ・δ y ・ UT1-UTC のアプリオリとして、それぞれ０を与えて、推定

自転が速い自転が遅い

地球の自転速度はだんだん遅くなっている

永年減速