JP2010529475A5

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Publication number: JP2010529475A5
Application number: JP2010511765A
Authority: JP
Filing date: 2008-06-11
Publication date: 2012-01-05
Anticipated expiration: 2028-06-11

Claims

ストームセルにおける大気中の放電によって誘導された電磁信号の解析によりリアルタイムで地球の表面のストーム活動を監視する方法であって、地球電離層共振器において発生した極低周波（ELF）電磁界信号を記録し（２１１）、前記記録した信号を、そのパワースペクトル（S _x 、S _y ）を生成してスペクトル解析を行う方法において、更に、
前記パワースペクトル（S _x 、S _y ）を共振曲線と一致させて、前記地球電離層共振器におけるELFフィールド共振伝播モデルに基づいて一連の観測パラメータ（p _k 、f _k 、γ _k 及びe _k ）によって前記パワースペクトル（S _x 、S _y ）をパラメータ化するステップと、
前記放電の距離と強度に依存する前記観測パラメータ（p _k 、f _k 、γ _k 及びe _k ）をモデルパラメータデータベース（２１４）に含まれるベースパラメータ（p _ok 、f _ok 、γ _ok 及びe _ok ）と比較するステップを含み、
前記放電の距離及び強度に依存する前記観測パラメータ（p _k 、f _k 、γ _k 及びe _k ）に最も近似するものとして選択された前記ベースパラメータを、前記放電（２１６）の位置と強度のマップ（M _{(x, y)} ）を作成するのに使用することを特徴とする方法。
放電により発生したELF電磁界信号が、水平に、好ましくは互いに直交して、局部電界源がない地球の地域に地球の表面あるい地面に近い地下に南北及び東西方向に配置された2つの磁気誘導アンテナ（H_x,H_y）により記録され、これら信号は、増幅され、フィルタリングされ、そして例えばサンプリング周波数１８０Hzでデジタル観測信号(U _x , U _y )に処理された後、極低周波（ELF）電磁界信号として電子データ処理ユニットに無線で送信される、請求項1又は２に記載の方法。
前記モデルパラメータデータベースが、地球電離層キャビティにおけるELF波伝播モデルの知識に基づいて作成される、請求項１に記載の方法。
前記ベースパラメータは、前記観測パラメータ（p _k 、f _k 、γ _k 及びe _k ）の、前記ベースパラメータ（p _ok 、f _ok 、γ _ok 及びe _ok ）からの逸脱を最小化する手法を用いて、前記観測パラメータ（p _k 、f _k 、γ _k 及びe _k ）に値が最も近似するものとして選択される、請求項１に記載の方法。
各パワースペクトル（S_x、S_y）を以下の式が表す共鳴曲線と一致される請求項１又は２に記載の方法。

S(ω)は、一致したパワースペクトル、
ａは、背景色雑音のパラメータ、
ｂは、背景広帯域雑音のパラメータ、
αは、色雑音のスペクトル指数、
ωは、(振動)数
p_kは、k番目の共振ピークの最大力値、
e_kは、k番目のの共振ピークの非対称のパラメータ、
ω_kは、2πf_kと同等であるk番目の共振ピークの共振比、
Гkは、k番目の共振ピークの半値幅
である。
アンテナ、ブロック記録ELF観測信号、無線伝送システムおよび電子データ処理ユニットを備えた、リアルタイムで地球の表面のストーム活動を監視する装置であって、前記アンテナは、好ましくは互いに直交して、南北及び東西方向に、地面あるいは地面に近い地下に配置された2つの磁気誘導アンテナ（H_x、H_y）である、ストーム活動を監視する装置において、
前記アンテナは、前記ブロック記録観測信号（H_x、H_y）に遮蔽ワイヤーで接続され、増幅器（A_x、A_y）を持つ2つの同一の信号経路、フィルター（BPF_x、BPF_y）、アナログデジタルコンバータ（A/C_x、A/C_y）、及びシステム受信機を介してGPSの時計と同期化されたコントロールシステムとを含み、
前記電子データ処理ユニットが、パワースペクトル（Ｓ _ｘ、Ｓ _ｙ）（２１２）を生成するための前記ELF観測信号のスペクトル解析に適応されるアルゴリズム、前記地球電離層共振器におけるELFフィールド共振伝播モデルに基づいて一連の観測パラメータ（p _k 、f _k 、γ _k 及びe _k ）によってパワースペクトル（２１３）をパラメータ化して該パワースペクトル（Sx、Sy）を共振曲線と一致させるアルゴリズム、および放電の距離と強度に依存する観測パラメータ（p _k 、f _k 、γ _k 及びe _k ）をモデルパラメータデータベース（２１４）に含まれるベースパラメータ（p _ok 、f _ok 、γ _ok 及びe _ok ）と比較するアルゴリズムの処理に用いられ、
前記放電（２１６）の距離及び強度に依存する観測パラメータ（p _k 、f _k 、γ _k 及びe _k ）に最も近似するものとして選択された前記ベースパラメータを、前記放電（２１６）の位置と強度のマップ（M _{(x, y)} ）を作成するのに使用する、ことを特徴とするストーム活動を監視する装置。
前記ブロック記録観測信号が、アナログデジタルコンバータにおいて処理されたデータを送信する送信アンテナに接続される一方、前記計数ユニットは、前記ブロック記録観測信号に接続された前記送信アンテナと通信する前記受信アンテナに接続されていることを特徴とする、請求項６に記載の装置。