01電波は、どう伝わる？

観測装置のアンテナから、マイクロ波という電波を地表の斜め方向へ送ります。地表に当たった電波は多くの方向へ散乱し、そのうちアンテナの方向に戻る電波を受け取ります。戻るまでの時間から対象までの距離を調べ、反射の強さから地表の様子を読み取ります。

送信する電波地表で散乱し、戻る電波

※電波は目には見えません。線・波面・矢印は伝わり方を示す模式表現で、波長・距離・装置の大きさは実際の縮尺ではありません。航空機は架空のSAR観測機を描いたAI生成イラストです。

水面でも風で波が立つと明るくなることがあります。地表の種類だけでなく、電波の波長、凹凸、含まれる水分や観測方向を合わせて考えます。

02「合成」とは？

装置が移動しながら、同じ場所から戻る電波を、いくつもの位置で記録します。集めた記録を、装置の位置や電波の位相を考慮して計算で組み合わせることで、細かな地表の画像をつくります。これは、移動した範囲を利用して、大きなアンテナで観測したような効果を得る仕組みです。

※３つの航空機は、１機が移動した位置を重ねた表現です。複数機による同時観測ではありません。

03夜間や雲の日にも

SARは自分で電波を送るため、太陽光を必要としません。観測に使うマイクロ波は雲を通り抜けやすく、暗い時間帯や雲に覆われた地域でも、地表の情報を得やすいことが特徴です。

観測できる日時は衛星の通過や撮像計画に左右されます。また、雨による地表の変化や大気の影響までなくなるわけではありません。

04距離の変化を比べる

同じ場所を異なる日に２回観測し、戻ってきた電波の波のずれ（位相の違い）を比べます。この方法を「干渉SAR」と呼びます。位相とは、繰り返す波の１周期の中の位置のことです。地形や衛星軌道、大気などの影響を補正し、衛星から地表までの距離がどう変わったかを求めます。

地表へ送信衛星へ戻る反射波

※地表を横から見た断面図です。衛星は架空のSAR観測衛星を描いたAI生成イラストです。沈下を拡大し、衛星位置をそろえて描いています。実際の解析では観測位置の違いも考慮します。土の層は説明用の表現です。

干渉画像の虹色は、位相の違いを色に置き換えたものです。地表の本当の色ではありません。色は周期的に繰り返すため、凡例や基準となる地点、位相のつながりを確認して読み取ります。

※架空の地形と仮定した距離変化から作った説明用の模式図です。実際のSAR観測結果や特定地域の変動を示すものではありません。

05読み取れるのは距離の変化

直接わかるのは、衛星から見た方向に、地表が近づいたか、遠ざかったかという相対的な距離の変化です。この方向を「視線方向（LOS）」と呼びます。その結果から、観測角度や他の測量データを使い、地盤の動きを計算・解釈します。１方向の観測だけで、上下・東西・南北の動きをそれぞれ分けて求めることはできません。