共查询到19条相似文献，搜索用时 359 毫秒
1.
胡文权 《测绘与空间地理信息》2023,(8):164-167
为了提高电离层TEC值的预报精度,建立更高精度的电离层TEC预报模型,本文在RBF神经网络模型的基础上引入奇异谱分析(Singular Spectrum Analysis, SSA)方法,构建新的电离层TEC预报模型。该组合模型首先通过SSA提取原始序列中的特征分量,避免噪声分量对预报结果的影响,其次将去噪后特征分量作为RBF神经网络模型的输入值。使用IGS中心提供的TEC数据序列进行模型验证,结果表明,无论是对平静期电离层TEC预报还是磁暴期电离层TEC预报,相比于单一的RBF神经网络模型预报结果,本文提出的SSA-RBF神经网络模型的预报结果均更优,其中平静期预报残差在2 TECU以内,磁暴期预报残差在3—4 TECU以内,验证了本文提出组合模型的优越性。 相似文献
2.
针对电离层总电子数对于提高导航定位精度的重要性,该文采用2014年国际GPS服务公布的年积日为第1~10d的电离层总电子数为原始数据,以自回归模型、灰色系统模型、BP神经网络模型两两结合的方式完成建模和预报。通过比较不同纬度、不同预测天数的实验结果分析各模型预报精度及适用范围。结果表明,利用BP神经网络模型对AR模型的预测值进行补偿,在赤道处模型拟合的相对精度达到91.32%;残差范围控制在-1.0~0.8TECU内,预报残差最优可达到0.0TECU,从而证明了该方法可以提高电离层总电子数预报精度。 相似文献
3.
自回归移动平均模型的电离层总电子含量短期预报 总被引：2，自引：1，他引：1
摘 要：本文在充分考虑乘积性季节模型的情况下,利用差分法对电离层总电子含量（Total Electron Content,TEC）样本序列进行平稳化处理后,采用时间序列分析中的求和自回归移动平均模型（简称ARIMA,Autoregressive Integrated Moving Average)对TEC值序列进行预报分析。以欧洲定轨道中心（CODE）提供的2008-2012年电离层TEC值为样本数据,分析了该方法在电离层平静期、活跃期预报高、中、低不同纬度电离层TEC值的精度以及TEC样本数据的长短对预报精度的影响等。实验结果表明：在电离层平静期和活跃期预报6天的平均相对精度可达83.3%和86.6%;而平均预报残差分别为0.18±1.9TECU和0.69±2.6TECU,其中预报残差小于3TECU分别达到90%和81%以上;而且两个时期都具有纬度越高相对精度越低而绝对精度越高的规律。此外,预报精度会随TEC样本序列长度增加而提高,但40天左右为其最佳样本长度,如超过此长度,其精度会逐渐降低;而相同样本数据的预报精度会随预报长度的增加而减小,初期并不明显,但超过30天其相对精度将随时间明显降低。 相似文献
4.
针对电离层电子总含量(total electron content,TEC)时间序列高噪声、非线性和非平稳的动态序列的特点，基于反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)模型对欧洲定轨中心(Centre for Orbit Determination in Europe,CODE)提供的电离层格网(global ionosphere maps,GIM)数据产品中低纬度、中纬度、高经纬格网点TEC数据和对应的时间点、经纬度、太阳射电通量F10.7数据、赤道地磁活动指数Dst、全球地磁活动指数Kp数据进行样本训练并进行电离层预报.结果表明：基于BPNN模型能够较好地预报低纬度、中纬度和高纬度电离层TEC数值，平均相对精度分别到达了90.5%、88.7%、85.35%，残差均值分别为1.505 TECU、1.595 TECU、1.885 TECU，平均均方根误差(root mean square error,RMSE)值分别为1.94 TECU、2.13 TECU、3.08 TECU. 相似文献
5.
6.
《武汉大学学报(信息科学版)》2016,(6)
电离层总电子含量TEC(total electron content)是影响卫星导航定位的主要误差源之一。为了构建精确的电离层TEC模型,基于Chapman函数建立了基于物理机制的电离层TEC同化模型背景场,并着重以IGS发布的2008年4个时段低纬度、中纬度和高纬度地区的电离层TEC数据为样本,同化稀疏点上的已知电离层TEC值,分析模型计算值的残差和相对精度分布,利用模型对电离层TEC进行了2h短期预报和1d预报,并将1d的预报值和IGS发布值进行对比。实验结果表明:(1)由同化模型计算得到的TEC残差值超过92%分布在±2TECU以内,并且除边缘区域外,同化模型TEC计算值的相对精度均在90%以上;(2)2h和1d预报残差小于±3TECU的比例分别为81.8%和81.5%。 相似文献
7.
针对电离层电子总含量(TEC)存在非线性、非平稳,由多因素影响导致高噪声的问题,建立了补充集合经验模态分解(CEEMD)和广义回归神经网络(GRNN)模型相结合的CEEMD-GRNN电离层TEC预报模型. 以解决直接使用原始数据进行预测会导致拟合效果差、预测精度低的问题. 采用国际GNSS服务(IGS)中心提供的2019年电离层数据对高、中、低纬度磁暴和非磁暴的不同年积日数据进行实验,低纬处均方根误差(RMSE)最优可达到0.97 TECU,相对精度为91.28,验证了CEEMD-GRNN预报模型精度高于EMD-GRNN以及单一的GRNN模型. 相似文献
8.
《武汉大学学报(信息科学版)》2015,(5)
利用球冠谐函数和时间序列分析实现了南极地区电离层预报。首先,通过南极地区的GPS实测数据提取高精度的电离层总电子含量,并建立了极区球冠谐函数模型;然后,对不同时间段形成的模型系数时间序列进行了谱分析得到周期项,利用傅里叶三角级数拟合并预报趋势项;最后,利用时间序列分析理论中的ARMA(p,q)模型对剔除了趋势项的随机信号部分进行预报。结果表明,一天内电离层预报精度在1TECU,三天内在1.5TECU。 相似文献
9.
10.
对全球电离层反演数据处理中的计算密集型任务进行分析,针对数据预处理、组建法方程矩阵、参数预消除和法方程矩阵求逆等主要模块设计了基于OpenMP（Open Multi-Processing）的并行计算方案。该实验方案在单台服务器下实施,通过算例验证了本文并行计算方案的有效性和可靠性。实验结果表明:采用并行计算后,全球电离层快速解执行时间只需要10~13 min,计算速度加快了约6倍;最终解执行时间只需要39~47 min,计算速度加快了约5倍。本文全球电离层模型精度约为2.8~3.8 TECU,最终解模型精度相比快速解精度提高了约0.2 TECU,与IGS各个分析中心电离层产品精度基本相当。 相似文献
11.
12.
An approach to modeling the regional ionospheric total electron content (TEC) based on spherical cap harmonic analysis is
presented. This approach not only provides a better regional TEC mapping accuracy, but also the capability for ionospheric
model prediction based on spectrum analysis and least squares collocation. Unlike conventional approaches, which predict the
immediate TEC with models using current observations, the spherical cap harmonic approach utilizes models using past observations
to predict a model which will provide future TEC values. A significant advantage in comparison with conventional approaches
is that the spherical cap harmonic approach can be used to predict the long-term TEC with reasonable accuracy. This study
processes a set of GPS data with an observation time span of 1 year from two GPS networks in China. The TEC mapping accuracy
of the spherical cap harmonic model is compared with the polynomial model and the global ionosphere model from IGS. The results
show that the spherical cap harmonic model has a better TEC mapping accuracy with smoother residual distributions in both
temporal and spatial domains. The TEC prediction with the spherical cap harmonic model has been investigated for both short-
and long-term intervals. For the short-term interval, the prediction accuracies for the latencies of 1-day, 2-days, and 3-days
are 2.5 TECU, 3.5 TECU, and 4.5 TECU, respectively. For the long-term interval, the prediction accuracy is 4.5 TECU for a
2-month latency. 相似文献
13.
为了分析与评估国际GNSS监测评估系统(iGMAS)全球电离层TEC格网产品精度,该文基于iGMAS及IGS各电离层分析中心发布的全球电离层TEC格网产品,进行了精度比较分析,结果表明:iGMAS与IGS、CODE、JPL、ESOC、UPC等IGS电离层工作组发布的全球电离层TEC格网产品,在全球、不同纬度带和欧洲等不同区域均表现出较高的一致性和强相关性,互差为0~2.0 TECU;JPL分析中心GIM的内符合精度约为2.5 TECU,iGMAS、IGS、CODE、ESOC和UPC等分析中心GIM的内符合精度均小于1.5 TECU;在2~8 TECU的精度范围内,iGMAS全球电离层TEC格网产品的精度总体与IGS、CODE、JPL、ESOC、UPC等IGS电离层工作组的精度相当。 相似文献
14.
针对区域电离层变化情况较为复杂,所确定的电离层模型系数难以反映其短时间内的变化情况问题,该文提出了利用旋转地图内插结合曲面拟合模型实现区域电离层实时监测方法。采用旋转地图内插IGS提供的电离层数据,能够有效补偿电离程度与太阳位置的强相关性,提高总电子含量内插精度;基于曲面拟合模型对区域电离层进行实时监测,实现了模型系数的实时更新。利用JSCORS网的双频观测数据,采用曲面拟合模型建立了实时的区域电离层监测模型,数据计算结果表明,其网内外精度分别优于0.81TECU和0.96TECU。 相似文献
15.
差分码偏差(DCB)作为电离层建模和导航定位中一项重要的误差源,对其进行估计求解至关重要. 为提高北斗卫星导航系统(BDS) DCB估计和电离层建模精度,提出了一种综合高度角、卫地距和测站纬度多因素的随机模型,并对比分析了不同随机模型对BDS DCB估计和电离层垂直总电子含量(VTEC)建模精度的影响. 结果表明:不同随机模型对卫星端DCB解算产生约0.2 ns差异. 相较于高度角随机模型,采用高度角、卫地距组合模型测站DCB估计精度平均提高0.13 ns,电离层建模精度提高了约0.2 TECU. 新提出的随机模型,在低纬度测站DCB解算精度上差于高度角模型和高度角、卫地距组合模型,但在高纬度测站DCB解算结果上更优,且对电离层VTEC建模精度提升效果明显,与前两种随机模型相比分别提升了0.88 TECU和0.68 TECU. 相似文献
16.
17.
Global Ionosphere Maps of VTEC from GNSS,satellite altimetry,and formosat-3/COSMIC data 总被引：1，自引：1，他引：0
For space geodetic techniques, operating in microwave band, ionosphere is a dispersive medium; thus signals traveling through
this medium are in the first approximation affected proportional to inverse of the square of their frequencies. This effect
allows gaining information about the parameters of the ionosphere in terms of Total Electron Content (TEC) or the electron
density (N
e
). TEC or electron density can then be expressed by means of spherical harmonic base functions to provide a Global Ionosphere
Map (GIM). The classical input data for development of GIMs are obtained from dual-frequency observations carried out at Global
Navigation Satellite Systems (GNSS) stations. However, GNSS stations are in-homogeneously distributed around the world, with
large gaps particularly over the oceans; this fact reduces the precision of the GIM over these areas. On the other hand, dual-frequency
satellite altimetry missions such as Jason-1 provide information about the ionosphere precisely above the oceans; and furthermore
Low Earth Orbiting (LEO) satellites, such as Formosat-3/COSMIC (F/C) provide well-distributed information of ionosphere globally.
This study investigates on global modeling of TEC through combining GNSS and satellite altimetry data with global TEC data
derived from the occultation measurements of the F/C mission. The combined GIMs of vertical TEC (VTEC) show a maximum difference
of 1.3–1.7 TEC units (TECU) with respect to the GNSS-only GIMs in the whole day. The root mean square error (RMS) maps of
combined solution show a reduction of about 0.1 TECU in the whole day. This decrease of RMS can reach up to 0.5 TECU in areas
where no or few GNSS observations are available, but high number of F/C measurement is carried out. This proves that the combined
GIMs provide a more homogeneous global coverage and higher reliability than results of each single method. All comparisons
and validations made within this study provide vital information regarding combination and integration of various observation
techniques in the Global Geodetic Observing System of the International Association of Geodesy. 相似文献
18.
Determining receiver biases in GPS-derived total electron content in the auroral oval and polar cap region using ionosonde measurements 总被引：2，自引：1，他引：1
David R. Themens P. T. Jayachandran R. B. Langley J. W. MacDougall M. J. Nicolls 《GPS Solutions》2013,17(3):357-369
Global Positioning System (GPS) total electron content (TEC) measurements, although highly precise, are often rendered inaccurate due to satellite and receiver differential code biases (DCBs). Calculated satellite DCB values are now available from a variety of sources, but receiver DCBs generally remain an undertaking of receiver operators and processing centers. A procedure for removing these receiver DCBs from GPS-derived ionospheric TEC at high latitudes, using Canadian Advanced Digital Ionosonde (CADI) measurements, is presented. Here, we will test the applicability of common numerical methods for estimating receiver DCBs in high-latitude regions and compare our CADI-calibrated GPS vertical TEC (vTEC) measurements to corresponding International GNSS Service IONEX-interpolated vTEC map data. We demonstrate that the bias values determined using the CADI method are largely independent of the topside model (exponential, Epstein, and α-Chapman) used. We further confirm our results via comparing bias-calibrated GPS vTEC with those derived from incoherent scatter radar (ISR) measurements. These CADI method results are found to be within 1.0 TEC units (TECU) of ISR measurements. The numerical methods tested demonstrate agreement varying from within 1.6 TECU to in excess of 6.0 TECU when compared to ISR measurements. 相似文献
19.
探讨了OpenMP多线程技术在全球电离层建模中的应用。在日固地磁参考系下采用15阶次的球谐展开建立全球电离层模型,并对1天解、3天解两种方案的结果与IGS电离层产品进行了对比,电离层图偏差的均方根约3~5 TECU,且3天解的方案首尾两组电离层图与IGS产品符合得更好;卫星差分码偏差和接收机差分码偏差与IGS的差异分别约为0.2 ns和2 ns,仅有少数几个接收机差分码偏差在少数几天与IGS差异较大,超过3~4 ns。实验中使用Dell服务器R730（配置:128 GB内存、2个CPU、8个核心和32个线程数）,采用OpenMP多线程并行计算能够明显提高全球电离层模型的建模效率,单天解算仅需约7 min,3天解算需约22 min,效率提升近8倍。使用3 d观测数据并采用OpenMP多线程并行计算来建立全球电离层模型可有效节省建模时间,同时还能提高首尾两组模型系数的精度以进一步提升全球电离层模型的精度,对建模算法的测试、电离层产品的快速发布以及模型后续检验和预测等带来了便利,也为后续实现利用多卫星导航系统观测数据快速建立全球电离层模型提供了参考。 相似文献