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気象衛星センター 技術報告 第21号 1990年12月
GMS-4 ・VISSR の特徴について
Characteristics of GMS-4 VISSR
白川 嘉茂＊ 佐々木 政幸＊
Yoshishige Shirakawa, Masayuki Sasaki
Abstract
The characteristics of GMS-4 VISSR were examined using the image data of mission check
and routine operation.
The characteristics of GMS-4 VISSR are as follows ；
The temperature resolution and spacial resolution of infrared channel were improved after
infrared focus adjustment.
The temperature range of infrared primary channel was wider than redundant one.
The visible sensor sensitivity of primary channels was more uneven than the redundant one.
X-component of VISSR misalignment was about －0 .07 degree and Y-component was 0.04
degree. Tilt direction was about － 58 .0 degree and tilt angle was about 0.08 degree.
The location difference of correspondent infrared and visible pixel of primary channel was
6.32 pixels of visible in the direction of scanning and －0.02 lines of visible in the direction of
mirror stepping. The lag of pixels was corrected by VISSR equipment in CDAS (Ｃｏｍｍａｎｄand
Data Acquisition Station).
The nutation of spin axis which caused the line of sight disturbance was not found on single
scan and multi-segment observation.
GMS-4 is operating routinely from 4th Dec. 1989.
１。はじめに
GMS-4は1989年９月６日、種子島宇宙センターから
打ち上げられ、東経160度の静止衛星軌道上に暫定静止
したあと、軌道上機能確認試験(ミッションチェック)
が実施された。その後、東経140度に移動し、12月４日
から運用を開始した。
ミッションチェックは、宇宙開発事業団(ＮＡＳＤＡ)
が実施したが、気象庁は地上系施設の操作や画像デー
タの評価などでこの作業に協力した。ミッションチェ
ックは軌道上で衛星の動作状態や機能特性を確認する
ものである。ここでは、GMS-4のVISSRの特徴につ
いて、ミッションチェックの作業をとおして確認でき
たことをGMS-3のVISSRの特徴と比較して紹介す
＊ 気象衛星センターシステム管理課
る。また、GMS-4の運用開始後のデータも比較の対象
として用いた。これらの結果は利用者がGMS-4の画
像データを用いる上で重要と思われる。
なお、ミッションチェックでおこなったVISSRデ
ータの評価方法は、GMS-3ミッションチェック時に確
立した計算機によるVISSRデータ評価方法にもとづ
いて行った(香月;1985)。
2.放射測定機能の特徴
２。１ 赤外焦点調整
赤外センサーの焦点は、リレーレンズを地上からの
コマンドによって前後させ調整することができる。ミ
ッションチェックでは、焦点莫整機能の確認試験が行
－１－
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METEOROLOGLCAL SATELLITE CENTER TECHNICALNOTE Ｎ０. ２１DECEMBER, 1990
IR SHUTTER CALIBRATION
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IRLEVEL
Fig.l Histogram of black body shutter.
A is before IR forcus adjustment, B is afterIR
forcus adjustment.
Table 1. Infrared calibration table
われ、実運用に向けて焦点を合わせる作業が行われた。
焦点調整の前後で観測した２つの画像には次のような
違いがあった。
(1)観測温度特性
焦点調整後の画像のシャッター輝度レベルはほぼ同
じ温度の黒体シャッターを見ているにもかかわらず、
焦点調整前にくらべて大きくなった(Fig.l)。また、
焦点調整後の画像は、焦点調整前の画像より輝度レベ
ルが全体に高くなっていた。 Fig. 2は、輝度レベルが高
くなったためオーストラリア大陸に255レベルをしめ
す画素があることをしめす。
このような変化はセンサーに入るエネルギーが焦点
調整の結果増加したためと考えられる。この焦点調整
によるセンサーの感度変化を定量的に評価するために
キャリブレーションテーブルを用いた。キャリブレー
ションテーブルの比較では、255レベルがしめす温度が
焦点調整前にくらべて低くなった(Table. 1)。このこ
とは、観測できる温度領域が狭まる一方、温度分解能
が向上したことをしめす。
焦点調整後の主系センサーのキャリブレーションテ
ーブルをGMS-3のものと比較すると、255レペルに相
当する温度がGMS-3の335 Kに対して322 Kとなって
いる。すなわち、GMS-4の観測できる温度領域は
GMS-3より13K狭い。 255レベルは、322 Kに対応して
BRIGHTNESS
LEVEL
BRIGHTNESS LEVEL CORRESPOND TO TEMPERATURE (K).
BEFORE FOCUS ADJUST AFTER FOCUS ADJUST GMS-3
PRIMARY REDUNDANT PRIMARY REDUNDANT RESUNDANT
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２５０ 328.8 323.3 321.0 318.0 334.7
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－2－
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気象衛星センター 技術報告 第21号 1990年12月
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Fig. 2 1R 255 level region.
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IR PIXCEL COUNT
Fig. 3 1R 255 level region.
IR255 was painted over with black. At 0430
UT Feb. 15，1990.
いる場合もあるが、322 K以上の温度の場合もすべて
255レベルとなる。 GMS-4の赤外画像を利用するとき、
砂漠地域などの高温になる地域には255レペルを記録
する画素が多くなるため、この255レベルの解釈に注意
が必要である。 Fig. 2からわかるように255レベルとな
る画素は多い。255レベルの分布する地域は季節や時間
によって変化する。 Fig. 3はもっともオーストラリア
大陸に255レベルの画素が多かった2月中旬の06UTの
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Fig 6 Power spectrum ofinfraredimage of GMS
-3.
METEOROLOGLCAL SATELLITE CENTER TECHNICALNOTE Ｎ０. ２１DECEMBER, 1990
データをしめす。
焦点調整の結果､温度分解能が向上した。また、GMS
-3と比較しても、GMS-4の温度分解能は向上してい
る。このため、ＧＭＳ-4の画像処理はGMS-3より精度
の向上が期待できる。
なお、今回のミッションチェックでは赤外焦点調整
を試験期間のなかばで行ったため、焦点調整試験を境
として各画像データに不連続が見られた。ミッション
チェック期間をとおしておなじ条件で画像データを評
価するためには、赤外焦点調整を試験の初期に行うこ
とが望ましかった。
（2）画像の周波数特性
焦点調整前のパワースペクトルをFig. 4に、調整後
のパワースペクトルをFig. 5に、ＧＭＳ-3のパワースペ
クトルをFig. 6にしめす。このパワースペクトルは､画
像信号の直流（バイアス）レベルと各周波数レベルと
の比を対数表記したもので、縦軸はレベル比、横輔は
空間周波数である。
ここで表現されるパワースペクトルは、画像信号の
パワースペクトルに、伝達経路であるリレーレンズ等
の光学系の伝達関数が掛け合わさったものである。こ
の光学系の伝達関数は焦点のズレの度合いにより異な
る。
赤外焦点調整の結果、パワースペクトルの傾きの変
わるポイントが空間周波数350（ＣＹＣＬＥ/ＬＩＮＥ）付近
から550（ＣＹＣＬＥ/ＬＩＮＥ）付近へと高い側に移動して
いることから分かるように、光学系の伝達関数が変わ
り高城の特性が改善された。この周波数特性の改善に
より、輝度レベルの急峻な変化や細かな変化が表現さ
れ、小さな雲や海岸線などが明瞭になるなど、画像に
改善が見られた。たとえば、VISSRの赤外･可視画集
の位置対応の調査では、赤外・可視画像間のマッチン
グにおける相関値が調整前0.7から調整後0.8へと向上
した。
GMS-4焦点調整後とGMS-3運用時の画像のパワ
ースペクトルの比較では、両者に大きな差異は認めら
れなかった。画像の周波数特性に関しては、連続性が
保たれていると考えられる。
なお、空間周波数1800（ＣＹＣＬＥ/ＬＩＮＥ）以上でパワ
ースペクトルが増加に転ずるのは、ＣＤＡＳのVISSR
復調装置でリサンプリング（衛星から送られるVISSR
データ量は衛星のスピン周期によって変化することか
らそれを一定量とするため行う再サンプリング）処理
－４－
時に生じる補間誤差と、VISSRで観測される輝度レペ
ルが視野内の平均値であるために理想的なサンプリン
グがなされていないことから生じる誤差が、ノイズと
なるためと考えられる。
２。２ 赤外キャリブレーション
赤外センサーは、主系と冗長系のそれぞれ１個づつ
のセンサーがあり、どちらか一方が運用で用いられる。
GMS-4の場合、まず主系センサーを使用して運用を開
始した。
赤外センサーは、衛星に到運した放射エネルギーを
測定する。測定した値は、256階調の輝度レペルに換え
て地上に送られる。
赤外キャリブレーションは、ステアケースデータ、
宇宙空間輝度レペル、黒体シャッター輝度レベルや有
効シャッター温度を用いて観測した輝度レベルと輝度
温度との対応をつける処理である。（由田 他；
1979）。
ここでは、黒体シャッター温度の測定方法の変更に
伴う有効シャッター温度の算出式の変更とキャリブレ
ーションデータから見たＧＭＳ-4のVISSRの特徴を
以下にしめす。
(1)有効シャッター温度の算出式の変更
有効シャッター温度の誤差はキャリブレーション処
理の精度に大きな影響を与える。GMS-4では有効シャ
ッター温度をさらに精度よく求めるため、温度センサ
ーの数と温度センサーの取り付け位置に変更が加えら
れた。その結果、有効シャッター温度の算出式は以下
のように変更となった。
ＴＥ＝TS十〇｡120(TS－ＴsＭ)十〇｡042(Ｔs－ＴＰＭ)
十〇｡130(TS－ＴＢＦ)十〇｡118(TS－ＴＢＡ)
－0.2
ここで、
Te ：有効シャッター温度
Ts ：シャッター温度
TSM ：セカンダリーミラー温度
Tpm ：プライマリーミラー温度
Tbf :バッフルチューブフォワード温度
Tba :バッフルチューブアフター温度
である。各温度センサーの取り付け位置はFig. 7にし
めす。
気象衛星センター 技術報告 第21号 1990年12月
感心薩］呂亘蕪藤亘ｺ
匹「＝ 囲丿叫司
Fig.7 VISSR temperature sensor layout.
赤外キャリブレーションでは、黒体シャッターデー
タがその精度に重要な位置をしめている。ミッション
チェック中に実施したGMS-4とGMS-3の同時刻観
測では、２つのデータの観測温度に差が見られなかっ
た。
また、GMS-3からGMS-4の運用移行時にもデータの
不連続性は確認されなかった。
（2）キャリブレーションデータからみた放射計の特徴
ミッションチェックの試験項目から赤外キャリブレ
ーション関係の結果をTable. 2にしめす。使用した画
像は、主系センサーが10月20日0330ＵＴ、冗長系センサ
ーが11月７日0330ＵＴである。
Table 2. Characteristi of infred sense from mission
checck item.
MISSION CHECK ITEM PRIMARY REDUNDANT
SPACE BODY SHUTTER
(ＡＶＥＲＡＧＥ)15.1 18.1
BLACK BODY SHUTTER
(ＡＶＥＲＡＧＥ)158.5 166.4
STAIRCASE LEVEL ov
（ＡＶＥＲＡＧＥ） IV
２Ｖ
３Ｖ
４Ｖ
５Ｖ
3.9
54.0
104.0
154.0
204.8
254.9
6.856.3
106.0
155.8205.9255.0
この表から、冗長系センサーが主系センサーより各
項目で高い輝度レペルをしめすことがわかる。とくに
黒体シャッター輝度レペルは10レベル近い差がある。
Table. 1にしめすように、焦点調整後の主系センサー
は冗長センサーより255レベルに対応する温度が約３
Ｋ高く、観測できる温度領域も広い。
（3）食明け後のセンサーレペル変動
GMS-3では、食明け後に赤外センサー周辺の温度上
昇によって、同一画像の観測開始直後の輝度レペルが
観測終了直前の輝度レベルより１から２レペルで高い
ことが知られていた。このような一つの画像内でおこ
るレベル変化は、現在のように一つの観測に一つのキ
ャリブレーションテーブルでは較正できないものであ
る。このようなレベル変化がGMS-4でもあるのか、あ
るとすれば変化量がどの程度かを調べた。
評価は食明けの直後に観測した赤道付近のシングル
スキャンを用いておこなった。シングルスキャン観測
は、スキャンミラーの角度を固定して同じラインを連
続して観測する方法である。すなわち、衛星の観星す
る位置が常に一定で、各スキャン毎に得られるデータ
はすべて同じものとなる。しかし、衛星の微妙な動き
や、雲や大気の変化によって、各スキャン毎に得られ
るデータに違いが生じる。これらの違いによる影響を
少なくするため、つぎのような条件を設けた。
観測開始直後にスキャンしたデータの画素から120
レベル以上の画素を選びだす。その画素の西側と東側
の２画素づつそれぞれの差がすべて１レベル以下の変
化の少ない画素を抽出する。その画素位置で100スキャ
ン分の画素の輝度レベルの平均値をもとめる。つぎに、
2000スキャン後の100スキャン分についても同じ画素
位置の輝度レベル平均値をもとめる。各画素位置ごと
に求まった輝度レベルの平均値についてはじめてのス
15.0
i３Ｎ３ｎｏ３ｙｊ
１ ０ ． ０
Ｓ ． ０
０ ． ０
SINGLE SCAN LEVEL ERROR
VISSR TIME 1989 10/17 13: 30: 10 lUT)
SENSOR PR 1 MARX
SAMPLING AERA
FIflST SECONO
BLOCK FROn 500 2500
TO S99 2599
SCAN TIME 13: 30: 10 13:55･06
ERROR LEVEL
MEAN LEVEL
SIGnA
SAMPLE N0.
‐５
FIRST一SECOND (ERROR)
o.e96674
4.751974
959
Fig. 8 Variation of IR level after eclipse.
－５－
METEOROLOGLCAL SATELLITE CENTER TECHNICALNOTE Ｎ０. ２１DECEMBER, 1990
キャン分からあとのスキャン分をひいた値を少数第１
位で四舎五人しヒストグラムを作成した。
作成したヒストグラム(Fig. 8)では、ヒストグラム
のモード値で１、平均値で0.9とそれぞれ正の値で､時
間経過とともにレベルが低くなっていることがわかっ
た。なお、このレベル変化は食明け後以外のシングル
スキャン観測では認められなかった。
GMS-3では、シングルスキャンによるレベル移動の
調査を行っていないため、直接比較することができな
い。しかし、この評価で大きなレベル変化がなかった
ことからGMS-4の食期間中の16UT帯の観測にあた
える影響は小さいと推測できる。
２．３ 可視キャリブレーション
可視センサーは赤外センサーと同様に主系と冗長系
の２組から構成される。運用では、赤外センサーと同
様に主系センサーを使用している。各系は南北方向に
４つのセンサーがならんだ構成となっている。このた
め、衛星が１回地球を走査すると、一度に４ライン分
のデータが得られる。４つのセンサ一間に感度差があ
ると、画像に濃淡の縞模様が現れる。この縞模様は、
キャリブレーション処理やノーマライズ処理で較正で
きる。
ミッションチェックでは、キャリブレーションに使
用するデータから各センサーの特徴を評価した。可視
キャリブレーションに使用するデータには、宇宙空間
データ、太陽データやステアケースデータがある。可
視キャリブレーションは、これらのデータから輝度レ
ベルとセンサーに入射した反射量の対応づけを行う処
理である。（由田 他:1979）。
以下にキャリブレーションデータから見たGMS-4
のVISSRの特徴をしめす。
（1）太陽輝度レベルの変化
可視キャリブレーションでは赤外キャリブレーショ
ンの黒体シャッターのかわりに太陽を用いる。太陽像
は、スキャンミラーに取り付けられた小さいプリズム
をとおしてセンサー感部に取り入れられる。このプリ
ズムは、通過した太陽像の反射量が50パーセント程度
になるように設計されている。
太陽像の輝度レベルの最大値をTable 3に示す。
太陽像の、プリズムの通過経路が季節によって異な
るため、太陽輝度レベルに季節変化が生じる。 GMS-3
の太陽輝度データはFig. 9にしめす季節変化をする
Fig. 9は、1987年３月１日から１年分の太陽輝度レペ
ルの最大値をプロットした図である。この図からミッ
ションチェック期間中の10月ごろは太陽輝度レペルが
低くなることがわかる。また、GMS-4の運用以降後の
データを継続して調査した結果、４月中旬に輝度が高
くなることがわかった。(Fig.10)。
（2）キャリブレーションデータからみた放射計の特徴
ミッションチェックの試験項目から可視キャリブレ
ーション関係の結果をTable. 3にしめす。使用した画
像は、主系センサーが10月20日0330ＵＴ､冗長系センサ
ーが11月７日0330ＵＴである。ただし太陽輝度データ
は、主系センサーが10月20日0510ＵＴ、冗長系センサー
が11月７日0540ＵＴである。
Table. 3から、主系センサーの４つのチャンネル間
のレベル差が各項目とも冗長系センサーの４つのチャ
Table 3. Characteristic of visible sensor from mission check item.
MISSION CHECK ITEM
PRIMARY REDUNDANT
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８
SPACH LEVEL （ＡＶＥＲ-
ＡＧＥ）１．８ ２．０ 5.3 3.6 3.1 3.5 3.2 3.1
HIGH BRIGHTNESS
ＣＬＯＵＤ（ＭＡＸ）61.0 59.0 59.0 58.0 62.0 61.0 60.0 61.0
SUN BRIGHTNESS LEVEL
(ＭＡＸ)26.0 25.0 24.0 26.0 26.0 26.0 26.0 27.0
STAIRACASE LEVEL ov
IV
２Ｖ
３Ｖ
４Ｖ
５Ｖ
0.0
27.0
39.0
50.0
56.0
62.0
0.0
27.0
39.0
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56.0
62.0
3.0
27.0
40.0
50.0
56.0
62.0
1.6
27.0
40.0
50.0
56.0
62.0
1.0
27.0
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56.0
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20
気象衛星センター 技術報告 第21号 1990年12月
JUL AUC SEP OCT
DATE 〔1987－1988〕
Fig. 9 Variation of solar observation data. The graph is plots of the GMS-3 sun brigthness data versus
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２０
MAR APRDATE 〔１９８９－１９９０〕
Fig.10 Variation of solar observation data. The graph is plots of the GMS-4 sun brigthness data versus
day of year.
ンネル間のレベル差にくらべて大きいことがわかる。
とくに、宇宙空間輝度データは、主系の１チャンネル
と３チャンネルで3.5レペルの差があり、低輝度でチャ
ンネル間の感度のバラツキが大きいことがわかる。
チャンネル間の感度のバラツキは、キャリブレーシ
ョン処理やノーマライズ処理で較正する。チャンネル
間の感度のバラツキによる画像の縞模様を較正するた
めに実施するノーマライズ処理は、GMS-4の運用で
は、２ヵ月に１回とGMS-3にくらべ実施頻度が高く
なっている。このことから、GMS-4の主系センサーは
GMS-4の冗長系センサーよりチャンネル間の感度の
バラツキが大きいことがわかる。
3. VISSR画像の幾何学歪みの特性
3｡1 VISSRミスアライメントと衛星のティルト
VISSR画像上に現れる画像のずれや歪み（スキュ
ー）は、衛星のティルト（機械軸とスピン軸のズレ）
やVISSRミスアライメント（VISSR取り付け角誤
差）から生じるスピン座標系とVISSR座標系とのず
れが原因である。
このVISSR画像のずれや歪みをアース・エッジ検
出法によるVISSR画像の位置合わせ（高橋:1981）の
方法により、また、衛星のティルトをGMS-1～3と同
様の算出方法（香月:1985）により求めた。なお、
VISSRミスアライメントは、Ｘ軸まわり、Ｙ軸まわ
り、Ｚ軸まわりの３成分により成り、Ｘ軸まわりのミ
スアライメントはVISSR画像上にフレームスキュー
として、Ｙ軸まわりのミスアライメントはフレームの
ライン方向のズレとして、そしてＺ軸まわりのミスア
ライメントはフレームのピクセル方向のずれとして現
れる。
総合試験で観測した画像から算出したＸ軸、Ｙ軸ま
わりのミスアライメントおよびティルトをGMS-3の
値とあわせて、以下にしめす。
GMS-4
Ｘ輔まわりのミスアライメント
Ｙ軸まわりのミスアライメント
ティルト方向
ティルト角
GMS-3
Ｘ軸まわりのミスアライメント
Ｙ軸まわりのミスアライメント
ティルト角
0.07（度）
0.04（度）
58.0（度）
0.08（度）
0.22（度）
0.44（度）
0.46（度）
VISSRミスアライメントおよびティルト角は、
－７一一
METEOROLOGLCAL SATELLITE CENTER TECHNICALNOTE Ｎ０. ２１DECEMBER, 1990
GMS-3の場合に比べて小さい。
VISSRミスアライメントは、画像パラメーター内の
座標変換定数に反映されており、座標変換ルーチンに
よって座標変換計算時に参照される。
なお、ＣＤＡＳのVISSR復調処理装置にはＸ軸まわ
りのミスアライメント（フレームスキュー）を補正す
る機能があるが､GMS-4のＸ軸まわりのミスアライメ
ントが小さかったことから補正を行っていない。
３．２ VISSRの赤外・可視画素の位置対応
可視赤外走査放射計（VISSR）で地球を観測すると
き、可視センサーと赤外センサーは、同一時刻に地球
上の同一地点を観測するはずである。しかし、センサ
ーに取付け誤差等が存在して可視センサーと赤外セン
サーの視準線が一致していないと、地球上の同一地点
を観測することができず、可視・赤外画像間で画素の
対応関係にズレが生じる。
この可視・赤外センサー間のズレは、個々の衛星に
固有でかつ異なった量である。このため、GMS-4の赤
外･可視画素の位置対応を、GMS-1～3の赤外・可視画
素の位置対応の調査（藤村:1985）と同様の方法によ
り評価した。ただし、相関をとる地点（ランドマーク）
は、藤村が用いたランドマークの多くに雲がかかって
いたため、日本付近とオーストラリアに新たに追加し
た。
赤外・可視画素間のズレには、ライン方向とピクセ
ル方向とがある。このうちピクセル方向には、赤外セ
ンサーと可視センサーがスキャン方向に距離を隔てて
取付けられている（センサースペーシング）関係から、
センサースペーシング相当分のズレがもともと存在す
る（センサースペーシングは地上試験において予め測
定されている）。また、衛星にティルトが存在すると、
ティルト角およびティルト方向に応じて、ライン方向
とピクセル方向にズレが発生する(GMS-4のティルト
は、小さな値であったので影響は小さい）。このよう
に、VISSR画像上に現れる赤外・可視画素の位置対応
のズレとは、センサーの取付け誤差にさらに複数の要
因が合わさったものである。
赤外・可視画素の位置対応のズレ量を、主系センサ
ーによる７画像、冗長系センサーによる１画像から算
出した。この結果をTable. 4にしめす。ズレは赤外フ
レームに対する可視フレームのズレを可視の画素数で
あらわした。ライン方向は北向きが正、南向きが負、
ピクセル方向は、西向きが正、東向きが負であること
を示す。ピクセル方向のズレはほぼゼロに近い値で、
ピクセル方向のズレはライン方向に比べて大きな値と
なっている。なお、この画素数にライン方向はステッ
ピング角(140μＲＡＤ）を、ピクセル方向は可視のサン
プリング角（24μＲＡＤ）を乗ずることによりズレを角
度で表現できる。
Table ４ Lag of visible pixel position to infrared
pixel position of GMS-4.
SENSORLAG STANDARD DEVIATION
LINE PIXEL LINE PIXEL
PRIMARY －0.02 6.34 0.45 0.33
REDUNDANT －0.97 10.39 - -
ピクセル方向のズレ量はVISSR画像を処理する上
で無視できない大きさであるため、VISSR画像を処理
する上で不都合が生じないようズレを補正する必要が
ある。赤外・可視画素の位置対応のズレは次の方法に
より補正することができる。ピクセル方向のズレは、
ＣＤＡＳのVISSR復調処理装置に設定するセンサース
ペーシング量を変えることにより、可視と赤外でサン
プリング開始位置をずらせて補正する。一方、ライン
方向のズレは、画像パラメータ内のVISSRフレーム
のノミナル中心ライン番号（座標変換時に地球上の緯
経度とVISSRフレームとの対応関係の基準となる定
数）に、ズレのない場合の可視・赤外画素間の基準の
対応関係である次式より求まる値にズレ量を加えた値
を設定することで対処する。
LVS＝４ＸＬＩＲ－1.5
PVS＝２ＸＰＩＲ－0.5
ここで、Lvs : 可視のライン番号
Pvs : 可視のピクセル番号
LiR :赤外のライン番号
PiR :赤外のピクセル番号
これにより、座標変換計算時にVISSRフレームノ
ミナル中心ライン番号を参照する座標変換ルーチンを
使用することで補正が行える。
GMS-4の運用では、主系センサーのピクセル方向の
ズレ量6.34をVISSR復調処理装置のセンサースペー
シング量に反映した。この補正の結果、主系センサー
のピクセル方向のズレは解消された。ライン方向はズ
－８－
気象衛星センター 技術報告 第21号 1990年12月
レ量が小さいため補正を行っていない。
なお、冗長系センサーは、評価した画像数が１画像
と少なく信頼性が低いことからライン方向、ピクセル
方向とも補正は未設定である。
３．３ ニューテーション（姿勢の短周期変動）
VISSRスキャンミラーがステップする際､ステップ
時のトルクにより、衛星にニューテーションが発生す
ると考えられている。
そこで､VISSR画像上に現れるような大きなニュー
テーションが発生しているかどうかについて、GMS-
1～3と同様の評価方法（香月:1985）により評価した。
ニューテーションの影響は､VISSR画像上にゆらぎと
して現れるため、ピクセル方向のゆらぎをシングルス
キャン画像から、ライン方向のゆらぎをマルチセグメ
ント画像から評価した。
Fig.11に、シングルスキャン画像（南緯50度付近）
におけるニューテーション評価のプロット図をしめす。
縦幅に同一位置をスキャンした画像データのスキャン
番号（時間経過を表す）を、横幅に赤外のピクセル番
号を取り、各スキャンにおける赤外の西アースエッジ
位置、画像の中央付近で設定闇値（96レベル）を下回
る画素、および東アースエッジ位置をプロットした。
VISSR信号の量子化誤差やリサンプリング時の補間
誤差などによる赤外アースエッジのばらつきを含めて
も、東西アースエッジ位置のゆらぎは赤外１画素程度
と小さく、顕著なピクセル方向のゆらぎは見られない。
Fig.12に、部分スキャンモードで観測したマルチセ
グメント画像の北端ラインの位置の変化をしめす。縦
幅に時間経過を、横幅にライン番号をとり、＊印は各
セグメントにおける北端位置である。各セグメントに
おいて、北端ラインの位置が一定しており、顕著なラ
イン方向のゆらぎは見られない。
ピクセル方向、ライン方向とも、赤外１画素以上の
顕著なゆらぎが観測されなかったことから、赤外１画
素以上のズレを生じるような大きなニューテーション
は発生していないと考えられる。
なお、姿勢の影響のためVISSRフレーム内の地球
画像が時間とともにライン方向に移動することから、
同様に北端位置や東西アースエッジ位置が変動するこ
とが考えられるが、シングルスキャンおよびマルチセグ
メント観測時の姿勢の影響によるライン方向の変化は
１ライン以内であるため、影響は少ないと考えられる。
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Fig. 12 E゙arth top information graph on mult-seg-
ment image.
３。４ VISSRフレームのノミナル中心ライン番号
GMS-1～3は、スキャンドライブ内に組み込まれた
エンコーダー読み取り装置が各系１組であったのに対
し、GMS-4では各系に２組取付けられている。これら
の読み取り装置（ＬＥＤ ＳＴＡＴＩＯＮ）には、エンコーダ
ーディスクに対する取付け位置にズレがあるため、ス
キャンミラーの位置が同じであってもエンコーダーの
読み取り値に違いが生ずる。このため、使用するスキ
ャンドライブ及びエンコーダーに応じて、この差を補
正するよう画像パラメータ内のVISSRフレーム・ノ
ミナル中心ライン番号を設定する。 Table. 5にスキャ
ンドライブ及びLED ＳＴＡＴＩＯＮに応じたVISSRフ
レームノミナル中心ライン番号をしめす。
－９－
METEOROLOGLCAL SATELLITE CENTER TECHNICALNOTE Ｎ０. ２１DECEMBER, 1990
Table ５ Line number of VISSR frame center on scanmirror 45 degree position.
SCAN DRIVE LED
STATION
VISIBLE
FRAM
INFRARED
FRAM
PRIMARY１ 5022.5 1256.0
２ 4998.5 1250.0
REDUNDANT１ 4958.5 1240.0
２ 4982.5 1246.0
４。あとがき
軌道上機能確認試験や運用後に取得したVISSR画
像データを調査した結果、GMS-4のVISSR系に
GMS-3との差異が認められた。これらの多くは、
ＣＤＡＳのVISSR復調処理装置や可視・赤外キャリブ
レーション処理等において対処されている。しかし、
赤外センサーの観測可能最高温度が約322 Kで飽和し
ており、ＧＭＳの仕様を満足しているが、昼間の
VISSR画像の砂漠部分などでは使用する際に注意が
必要である。
本稿が、GMS-4・VISSR画像データを利用するうえ
での参考になれば幸いである。
参考文献
香月修一、1985 : 計算機によるVISSRデータ評価方
法について、気象衛星センター技術報告第11号、
79－98.
由田建勝 他、1979 : 画像前処理、ＧＭＳシステム総合
報告、IIデータ処理解説編 その１、気象衛星セ
ンター技術報告（特別号II- 1）、61－76.
高橋大知、1981 : アース・エッジ検出法によるVISSR
画像の位置合わせについて、気象衛星センター技
術報告第３号、55-68.
藤村弘志、1985 : VISSR の赤外、可視画集の位置対応
について､気象衛星センター技術報告第12号、63－
70.
－10－
