小坂　克彦

写真１　EST-Vを搭載して打ち上げられた
H-Iロケット　　写真提供　宇宙開発事業団

　新しい移動体衛星通信システムに関する研究開発 が日本のみならず世界的にも急速に進展している。 この例としてはインマルサットの航空機衛星通信サ ービスを含む新サービスの開発、米国、カナダ、オ ーストラリアの主に国内用の移動体衛星通信システ ムの開発、ARINC社の航空機用衛星通信システ ムの構想などがあげられる。
　EMSS実験では、このような状況を踏まえ、図 1に示すように陸、海、空を含めた総合的な移動体 衛星通信システムの基盤技術の確立を目的としてい る。このためには、変復調技術、符号化技術、アン テナ等の高周波装置に関する技術開発、衛星回線に おける電波伝搬特性の解明、衛星の制御方法の最適 化などについて衛星通信実験をとおして検討すると ともに、システム全体としてこれら要素技術を検討 する必要がある。さらに、移動体通信システムの望 ましいあり方について、現行の地上通信システムと の比較や経済的な側面をも含めて考慮されることに なろう。

図１　移動体衛星通信実験システム(EMSS)の概念図

　衛星打ち上げ後は、衛星の状態を確認するための 初期点検が行われ、この後に正式な実験が開始され る。郵政省が実施する実験は、大きく分けて以下の 七つに分類される。
　　

(1)衛星搭載機器の特性に関する実験
　衛星打ち上げ後の搭載アンテナ、中継器などの特 性を測定し、開発成果の確認をするとともに、それ らの特性の変化や衛星の軌道及び姿勢制御時の影響 などを調査し、将来の搭載機器開発のための資科と する。
　　

(2)地球局の特性に関する実験
　各種地球局の特性を測定し、他の各種実験のため の基礎データを得るとともに、移動体地球局につい ては追尾特性、動揺補償特性、フェージング補償特 性などを測定する。
　　

(3)　電波伝搬特性に関する実験
　海面反射によるフェージング特性や陸上における 地形、構造物などの反射及び、遮蔽等による電波伝搬 特性への影響を調査する。また、電離層に起因するシ ンチレーション等による影響についても調査する。
　　

(4)　伝送技術に関する実験
　基本的な特性として衛星回線の高周波伝送特性を 測定するとともに、各種の通信方式による音声やデ ータの伝送特性を測定し、移動体通信として望まし い方式を検討する。実験のための船舶や航空機は、 日本付近の外に北洋を経由したアラスカや米国西海 岸及び南太平洋への航路を持つものが用いられる。
　　

(5)移動体衛星通信システムの運用技術に 関する実験
　移動体位置決定に関する実験や、送信電力制御実 験等が行われる。また、移動体間の通信を行うため に、鹿島局折り返しによる伝送や搭載中継器の特色 を利用した移動局／移動局折り返し伝送実験が行わ れる。さらに、搭載アンテナが2ビーム構成になっ ていることからこのビーム間の切り替え実験も行わ れる。
　　

(6)衛星運用管制技術に関する実験
　高精度な衛星軌道や姿勢の決定と保持、衛星状態 の監視や制御等の運用管制に関する実験を行う。
　　

(7)応用技術に関する実験
　新しい移動体通信の形態を検討するための実験で あり、計算機情報や医療情報の伝送実験等を行う。
　これらの実験に使用される地球局は電波研究所の ほか実験に参加する運輸省電子航法研究所、日本電 信電話株式会社、国際電信電話株式会社によっても 整備される。電波研究所の地球局は鹿島支所に設置 される固定局と複数の移動体地球局に分けられる。 鹿島局は実験の中枢になるものであり、通信実験装 置のほか衛星管制装置が設置されている。また、電 子航法研究所及び国際電信電話株式会社の実験装置 も設置される。
　移動体地球局としては、航空機地球局、船舶地球 局、メッセージ通信機が既に整備されている。航空 機地球局は世界に先駆けて開発されたものであり、 現在は不可能である航空機からの電話等を可能にす るものである。写真2は航空機に搭載されるアンテ ナである。写真3の船舶地球局のアンテナは、従来 のインマルサットで使用されているものに比べ格段 に小さく小型船舶にも搭載可能であり、また、フェ ージング対策も施されている。写真4のメッセージ 通信機は携帯型であり、文字によるメッセージの送 受信が可能である。そのためどこででも簡易に通信 が可能であり、種々の応用が考えられる。これらに 加え、電波研究所の共同研究規程に基づきいくつか の車載用の地球局を開発中であり、昭和62年度以降 に完成予定である。

写真２　航空機地球アンテナ

写真３　船舶地球局アンテナ

写真４　メッセージ通信用携帯地球局

　本プロジェクトは、発足当初は海事通信を目指し たものであったが、その後航空機衛星通信が加えら れ、さらに、陸上移動体通信が加えられることによ り総合的な移動体衛星通信に関する研究へと発展し てきた。この研究は衛星実験の始まる前から各方面 の注目を集めており、いくつかの外国機関から共同 実験の可能性を含めた打診がある。また、開発され た航空機用アンテナがほぼそのままの設計でもう1 基製作され、インマルサットを使用した実験に使用 されることも、本実験計画が注目を集めていること を物語っている。

（宇宙通信部　移動体通信研究室長）

吉野　泰造

はじめに
　人類は太古の昔から太陽や星の運動をもとに毎日 の時刻を決めて暮らしてきた。もちろん、これは地 球の自転・公転に基づくものであったが、その時刻 スケールは大変安定なもので実生活を送る上ではな んら支障はなかった。しかし、科学技術の進歩に伴 い原子時計などの精密な時計を手にすると、やが て人はこの「地球時計」（世界時UT1）にも狂い を見いだすようになった。我々の住む地球は宇宙空 間において回転速度や、回転極の方向、そして地球 上の極位置をも変化させながらふらふらと運動して いる惑星の一つであったのである。一方、各国の宇 宙開発は盛んで人の目は宇宙へと向かい、それも地 球の重力圏を越えた深宇宙においてまで精密な位置 決め等の技術を要求するようになってきている。原 子時計の一様な時刻スケールを信用してこうした探 査機を地球から見たとき、きまぐれな「地球時計」 のためにその追跡に支障が出るようでは困る。
　さて、超長基線電波干渉計（VLBI）はプレー ト運動の検出をはじめとする測地、天文、地球科学 の各分野の進歩に大きく貢献しているが、地球回転 の監視にも大変有力である。昭和55年に開始された 米国内の地球回転観測プロジェクト（POLARI S）はその後の発展により昭和63年1月からはIE RS（International Earth Rotation Service）と称 する国際事業において汎地球的VLBI網での観測 に展開されようとしており、その重要性は世界的に認 識されている。また、VLBIによる地球回転観測 結果は従来の光学観測に比べて数十倍以上の精度向 上をもたらし、これまでの地球物理に変革を起こそ うとしている。地球回転は一般に地球自転と2成分 の回転極の運動を問題とするが、ここでは主に前者 について述べる。
　　

地球時計の揺らぎとVLBIによる観測
　「灯台もと暗し」、とは良く言われるが宇宙に人類 が触手を伸ばしている今日、実はまだ我々の住む地 球には謎が多い。地球内部しかり、地球外部しかり である。なぜなら、一般にある未知のものを調べよ うとしたとき、たたいたり、熱を加えたりしてその 性質を知るが、相手が地球となるとそうもいかず、 仮にできたとしても危険が伴う。ところが地球内外 の構成は宇宙からの外的変化に応答して、総合的に 「地球時計」の揺らぎとして反映される。しかしこ れまでは測定器の精度が不十分でこの揺らぎを精密 に捕らえるのが難しかった。しかし、VLBIの登 場によりその変化が克明に描き出されるようになっ てきた（図1）。ここにVLBIの果たす役割の大 きさは計り知れない。

図１　VLBIによって観測した1日の長さの変化

　地球自転速度に影響するのは海洋摩擦に代表され るブレーキ作用の外、地球潮汐、大気の効果があげ られる。地球潮汐とは大地そのものが海水面のよう に、ある周期で上下する現象であり、我々の感覚で はとらえがたいが、地球上のどの地域でも多かれ少 なかれ（中緯度で約30�p）発生している。この現 象により、スケータが氷の上で腕を伸縮して回転速 度を変えるのとまったく同じ原理で、地球も潮汐変 形によりその回転速度を周期的に変化させること が、VLBIにより精密に実証されてきている。ま た、大気は固体地球とともに回転しており、相互に 角運動量の交換を行っているため帯状風、偏西風な どによりやはり長短期の影響を与える。最近話題と なったエルニーニョとよばれる気象上の現象もやは りVLBIの観測で検出された。
　「地球時計」の針はいつも複雑な地球内外の影響 を受けながら回り続けているのである。これをVL BIで精密に観測することは「地球時計」の利用者 にとってはもちろん、地球物理の研究者にとっても 極めて重要な情報となる。
　　

VLBIによる地球回転の観測
　まず空間に、ある棒ABがあり、これがコマの軸 の「ミソすり」運動のように回転しているところを 外から眺めている様子を想像して頂きたい。これは 丁度VLBI観測において基線（すなわち地球上の 二つのアンテナを結ぶ線分）が地球の回転に伴って 運動しているのを、銀河系外の確固たる座標系に のって遠くから眺めていることに相当する（図2）。 その回転極と回転速度の揺らぎは基線の両端に到達 する電波の遅延から精密に求められる。その精度は UT1で0.1ms、角度分解能にして大体1000分の1 秒であり、地表で見て3�p程度という驚異的な感 度で地球の姿勢変化を鋭敏に検出するわけである。 この方法は、従来の天体光学観測による方法に比べ 10倍から100倍以上の精度を持つ上、観測は昼夜を 問わず天候も問題にしないので、国際的な地球回転 の監視はVLBIを中心とした宇宙技術にとって替 わられることになった。当所の施設も、光学観測で 世界的に活躍してきた文部省緯度観測所の協力依頼 に基づき、国際地球回転事業（IERS）に当面毎 月1回のペースで活用していくことになっている。

図２　VLBIによる地球回転の観測

当所における経過と今後の計画
　当所は昭和60年11月末から2週間にわたり、鹿島 から8500�q離れた西独ウエッツェルとの間で毎日 100分の短時間UT1決定実験を行った。これを GJRO（German Japanese earth Rotation Observation） と呼んでいる。この結果、1日100分程度の 実験でも精度0.1msでUT1を決定でき、同時に 米国−西独間で行われた同様な実験との比較からも 結果の一致を見た。このことは、2極だけでもVLBI によれば「地球時計」の揺らぎが精密に決定で きることを示した。また、当所がNASAと共同し て進めているVLBIプロジェクトでも、北半球の 観測局をネットして地球回転の研究を行っている。
　我々が次に目指しているのは、回転極の効率的な 観測である。このためには、観測基線を南北方向に 伸ばし、日周回転とは直交した方向の感度をあげる ことが必要となる。幸いなことに世界地図で日本の 南方を見ると、オーストラリア大陸がありVLBI の施設を持っているので、そこと協力した実験が考 えられている。ここでも国際協力なくしてVLBI は進められないのである。この場合、先のGJRO では解析時に仮定する必要のあった極位置を精密に 知ることができ、UT1と極位置の観測がともに実 行されて初めて完全な地球回転のモニタができる。 現在、この観測に最も有効な局配置、観測スケジュ ールを研究している。

　地球回転はあまりに身近な現象であるため古くさ い科学の印象を与えがちだが、宇宙とのかかわり合 いが深くなった我々にとって「宇宙船地球号」の姿 勢を、かつて船乗りが星を眺めて船の方向を知った ように、しかし、今度は正確に決めて行かねばなら ない。そしてこのとき、各国の時刻の国家標準とつ ながった観測局の時計と世界時UT1は直接結合さ れるのである。これらのデータを有効に活用して高 度な宇宙開発が進められるものと思われる。そして 地球回転の観測は我らが地球の大地、海水、大気等 の理解に大いなる示唆を与えるものであるので、V LBIというメガネでこれを見直して行くのは大変 に有効なことと思われる。また、この素晴らしい道 具を更に研ぎすますために電波伝搬、地球物理、原 子時計等、関連分野の専門家の一層の協力をお願い いたしたい。

（鹿島支所　第三宇宙通信研究室　主任研究官）

写真１　日独間のUT1決定実験に用いた
西独ウェッツェル局の20mアンテナ

通信技術部通信方式研究室

　当研究室の誕生は、昭和30年にさかのぼります が、その後研究プロジェクトの紆余曲折を経て、昭 和56年からディジタル通信方式の研究が再開されま した。さらに、昭和57年に新規予算が認められたのを 契機に、人員の充実と実験機器の整備が図られ、横 山前室長の情熱的な指導により研究室が復興されま した。昭和60年の機構改革では、通信技術部の所属に なったのを機会に、研究の重点を通信システム全般 から無線通信の要素技術に移し、現在に至っていま す。

　現在までの研究では、狭帯域のディジタル陸上移 動通信（16kbps程度）を対象にし、誤り訂正技術 及び振幅・位相変動補償技術などの一様フェージン グ対策、並びに隣接チャネル間干渉除去技術などの 周波数有効利用技術に成果を上げました。今後、ヨ ーロッパなどでの研究動向も考慮しながら、広帯域 ディジタル陸上移動通信技術の研究を積極的に進 め、準マイクロ実験計画にも寄与する予定です。

　研究室の特徴は、個性ある若手が多く活気がある こと、高い目標に向けてお互いが切瑳琢磨している ことです。その目標には、専門分野の研究レベルの 向上、技術的常識にとらわれない独自技術を開発、 基礎研究から実用化検討まで三つのP（Paper, Patent Performance）の重視、などがあります。しか し、現在のところ目標と現実とのギャップに苦しん でいるのが実情です。

　研究室の人員は、室員4名と研修生5名で、平均 年齢は27才です。素人ばなれしたバイオリンの弾き 手の三瓶研究官は、干渉波除去技術及び適応等化技 術の研究に精力的に取り組んでいます。室員の異常 さを嘆く神経の繊細な神尾技官は、誤り訂正技術の スペシャリストを目指しています。スキーとテニス が趣味の大鐘技官は、まだ2年目の新人ながらフェ ージング対策技術の決定版を模索しています。警察 庁から派遣された中嶋研修生は、選択性フェージン グの等化の研究をしています。木下・須永両研修生 （中大M2、B4）は、三瓶研究官の指導を受け、周 波数有効利用技術の研究を、稲田・須藤両研修生 （電通大B4）は、神尾技官の指導を受け、誤り制 御技術の研究を行っています。室員に単純マルコフ 人間と言われる笹岡は、ディジタル陸上移動通信路 のモデル化シミュレータ開発の研究を行っていま す。

（笹岡　秀一）

後列左から　中嶋、稲田、木下、須永、須藤
前列左から　大鐘、笹岡、三瓶、神尾

≪外国出張≫

福地　一

　私が科学技術庁在外研究員として滞在したブラッ ドフォード市は英国のちょうど真中あたりにありま す。この地方は、東の古都ヨーク、西のブロンテゆ かりの地ハワース、西北のワーズワースゆかりの地 湖水地方に囲まれ、比較的なだらかな英国にあって は、ペナイン山脈を仰ぎ起伏の多い自然の美しい地 方と言われています。

　ブラッドフォード市は1800年頃は小さな商業町で したが、産業革命による機械化を背景に、1850年頃 には世界のウール産業のメッカとなりました。しか し、19世紀から20世紀にかけて、ウール産業、機械 産業で栄えたこの町ですが、これらの産業もしだい に他国との競争に勝てなくなり、町の勢いは衰えて いったようです。今でも工場跡が廃墟のように町の あちこちに見られます。最近では「工場跡の町から マイクロチップの町へ」というかけ声のもと、ハイ テク都市への脱皮をはかっています。

　ハイテク都市への脱皮に重要な役割を演じている のが、私の滞在したブラッドフォード大学です。こ の大学は前身の工業大学に文科系の学部も含め、 1966年に設立されました。従って、13世紀に設立さ れたオックスフォード、ケンブリッジ両大学は別格 としても、歴史ある英国大学の中にあっては非常に 新しい大学ということができます。この大学は電子 ・通信工学分野の研究が有名で、通信分野では1970 年頃から衛星地上間準ミリ波電波伝搬実験を実施し ています。私はこの大学で宇宙通信、特に電波伝搬 に関する研究を行いました。研究室には、英国人の 外、ポルトガル、イラン、インド、エジプト、アイルラ ンド等各国からの留学生がおり、日常会話を通じて 国際的視野の重要さを改めて認識させられました。

　英国の人は他人への干渉を嫌うようですが、困っ ている人を助けるのが好きな国民でもあるようで、 私達も隣の老夫婦から、非常に親切にしていただき ました。妻は老婦人よりこの地方の料理、ヨークシャ ープディングとローストビーフを教わりました。ち なみにこれらは地ビールのヨークシャービッターと 実に良く合い、今でも懐かしい料理のひとつです。

　ヨークシャーでの生活でひとつ心残りなのは、私 が電波伝搬の分野で指導したイラン人学生が英国を 去る時に両手で私の手を握りながら残した言葉で す。「本当に有難う。学位はとりましたが、2年間 服役しなければなりません。必ずお便りします。万 が一手紙が着かなければ、私の身にトラブルがあっ たと思って下さい。」彼は姉、甥の戦死の知らせを 私の滞在中に祖国より受けとりました。

　何かにつけあわただしい日本に帰り、物質的豊か さより精神的豊かさを大事にする英国の生活を懐か しむ毎日です。

（企画調査部　企画課　主任研究官）

ブラッドフォート市の市会議等に
使用されているタウンホール

発明の名称	発明者
光偏向器による光アンテナのビーム方向制御方式	鹿谷 元一
回路内臓方式ループアンテナによる磁界標準装置	川名 達一
直交多項式近似を用いたベクトル量子化法	吉谷 清澄
高速パターンマッチング法	吉谷 清澄
デュオバイナリFM・データ伝送方式	岩崎 憲
マルチパス測定装置	小宮 紀旦
直光多項式近似によるベクトル量子化コードブック設計法	吉谷 清澄
並列相互相関器	守山 栄松
地震前兆の電波の受信による地震予報法	高橋 耕三