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GNSS/音響結合観測

海溝型地震の長期発生を予測する上で、海底の地殻変動データは非常に重要です。陸上においては、GNSSを用いた地殻変動観測が広く普及し、地震活動に関わる地殻変動観測においても、ほぼリアルタイムでその動きを捉えることができるようになってきました。しかし、GNSS観測で用いられる電波は海底まで届かないので、海底においてGNSSによる地殻変動を観測することはできません。そこで、海底の地殻変動は、音響による測距とGNSSによる測位を組み合わせて観測しています。

ある特定の音信号を受信すると、一定時間後に正確に音信号を返送する機器(トランスポンダー)を海底に設置します。船上からは、船底に取り付けられた音響送受信装置(トランスデューサー)により、音信号が送信され、トランスポンダーからの音信号を受信します。送信から受信までかかる時間により、船とトランスポンダーの距離を測定します。

船の正確な位置はGNSSで決定し、上記の音響測距と合わせて、海底局の位置を決定して、地殻変動を観測することができます。

海中を音が伝わる速度は、海水温度や海流によって変化します。送信から受信までかかる時間を用いて距離を測っていますから、それらを正しく補正できないと、正確な音響測距はできません。そのため、観測局を複数個設置して補正したり、水温の勾配等のモデル化を行ったりして補正しています。

現在の技術では数cm程度の誤差が出ますが、さらに高精度な測定を目指して、技術開発が行われています。

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