津田研究室が取り組んでいる研究についてご説明します。
GPS（Global Positioning System）は、高度2万kmに24台配置された衛星からの電波を受信して、位置を正確に測定するためのシステムです。当研究室では、位置測定の誤差要因である大気による電波の屈折・遅延を利用して、大気を測定するための技術開発とその応用を行っています。
複数のGPS衛星からの電波を受信し、電波が受信機へ到達するまでの時間より衛星からの距離を求め、三角測量の原理で位置を求めます。
その際、通常は電波に乗せた符号の相関から伝播時間を特定しますが、大気計測などに用いる精密な測定では、搬送波の位相を用いて精度を格段に向上させます。搬送波の波長は20cm程度であり、1cm以下の精度での測定が可能です。
GPSからの電波は、電離層プラズマ、窒素・酸素等の大気成分、水蒸気による屈折・遅延をうけます。このうち、電離層の効果は電波の周波数に依存するため、２周波を用いているGPSではそれだけを独立に抽出できます。GPSの気象学的な応用では、残る２者の効果を抽出します。他のデータ（例えば地表観測の場合圧力計のデータ）と組み合わせることで、水蒸気量だけを測定することも出来ます。
地上に設置したGPS受信機により水蒸気を測定します。当研究室では、つくば市において多数のGPS受信機を配備した実験を行い、地震学などで用いられるトモグラフィー解析により、水蒸気分布の立体構造を解析することに成功しました。
GPS衛星が地平線に沈む（から昇る）際の電波より、気温や水蒸気の鉛直分布を求めることができます。当研究室では、そのための受信機や信号処理システムの開発から気象学的応用まで幅広く取り組んでいます。
科学技術振興事業団の同名の大型プロジェクト（代表:津田敏隆）において、大気だけでなく固体地球や海洋までも含めてGPSで変動をモニターするための開発を行っています。
当研究は、以下の装置を用いておこなわれています。