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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
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针对单一电离层总电子含量(TEC)预报模型存在的缺陷，如受外界因素干扰较大、预报精度随预报时间的增加明显降低等，本文提出一种基于补充集合经验模态分解(CEEMD)电离层TEC组合预报模型。该模型实现电离层TEC预报的关键途径为：首先，利用CEEMD对TEC原始序列进行自适应分解，得到具有不同频率的分量并依据分量复杂度分析结果进行重构；其次，使用广义回归神经网络(GRNN)模型对高频分量进行建模与预报，使用Holt-Winters模型对低频分量进行建模与预报；最后，重构高频分量预报结果与低频分量预报结果得到电离层TEC预报值。根据太阳活动选取两段不同年积日、不同纬度电离层TEC序列进行实验，结果表明本文提出组合预报模型较单一的Holt-Winters模型、GRNN模型预报精度更高，在太阳活动平静期预报结果的平均相对精度为92.83%,在太阳活动剧烈期预报结果的平均相对精度为84.35%,对于长时间TEC预报也具有较好的效果，稳定性高。 相似文献
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应用半参数AR模型的电离层TEC建模与预测 总被引：1，自引：0，他引：1
本文基于时间序列分析的DDS(Dynamic Data System)建模法,对季节性的电离层总电子含量(TEC)时间序列观测值平稳化后建立自回归AR模型,提出以半参数AR模型对普通AR模型精化,并利用半参数AR模型对电离层TEC预报。实例分析表明:利用半参数AR模型对电离层TEC进行预报,在短期内半参数模型预报效果优于普通AR模型,但随着预报时间变长,则半参数模型预报精度明显下降,其预报效果则不如普通的AR模型。 相似文献
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利用时间序列分析预报电离层TEC 总被引：5，自引：2，他引：3
以IGS发布的电离层总电子含量(total electron content,TEC)数据为样本,利用时间序列分析进行预报。将TEC时间序列分解为趋势项、周期项和随机项的组合,并利用相关系数和偏相关系数确定模型阶数。对IGS提供的2008年TEC数据进行预报分析,结果表明,采用时间序列分析能达到较高精度,预报7 d时的平均相对精度为87.75%,预报精度大于60%的预报值占所有预报值的95%以上,预报精度大于85%的预报值占所有预报值的72.6%,95.3%的预报残差小于±3 TECU。 相似文献
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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
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《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
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电离层总电子含量TEC(Total Electron Content)是电离层的一个重要特征参数。对TEC的预报也已经成为电离层研究的一个热点。根据JS CORS中心提供的GPS观测数据,建立了区域实时多站多项式模型;并分别以模型计算得到的南京地区的电离层电子含量数据和苏州地区的电离层电子含量数据为样本,采用时间序列和BP神经网络融合模型进行了预报。结果表明,采用融合模型在短期预报中能够取得较好的效果,精度比时间序列模型提高20%左右。 相似文献
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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
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为了分析单站区域电离层总电子含量(total electron content,TEC)模型的适用范围和精度,基于2～15阶次球谐函数,分别建立了欧洲区域16个单站区域电离层TEC模型,生成了区域格网TEC,并与欧洲定轨中心(Center for Orbit Determination in Europe,CODE)、... 相似文献
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中纬度夏季夜间异常(midlatitude summer nighttime anomaly, MSNA)区域内的总电子含量(total electron content, TEC)的日变特性存在季节性差异,能否有效描述MSNA的特征是检验电离层TEC经验模型精度的关键指标之一.针对MSNA现象,提出了一种适合MSNA... 相似文献
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Xiaohong Zhang Fujian Ma Xiaodong Ren Weiliang Xie Feng Zhu Xin Li 《GPS Solutions》2017,21(4):1535-1548
Ionospheric delay is a dominant factor that affects the accuracy of single-frequency positioning. Thus, an empirical ionospheric model with high accuracy is very important for single-frequency users. This study proposes a modified empirical broadcast ionospheric model, called MNTCM-BC, based on the Neustrelitz Total Electron Content (TEC) broadcast model NTCM-BC. Nine daily ionospheric coefficients of these models are estimated using datasets of the previous day from 30 globally distributed Global Navigation Satellite System monitor stations, and the prediction performance of the MNTCM-BC is evaluated with the datasets of the current day from all 300 verification stations. The results show that the complex behavior of the ionosphere is well described by the MNTCM-BC, including the visibility of two ionization crests on both sides of the geomagnetic equator and the TEC variations that depend on the local time and geomagnetic latitude. In terms of the prediction accuracy, compared with the NTCM-BC, the main improvement in the MNTCM-BC is achieved in summer, whereas the accuracy is comparable in other seasons. Hence, the following analyses are focused on summer. In the low-solar activity year of 2009, the prediction accuracy of the MNTCM-BC is improved by 0.11 TECU compared with that of the NTCM-BC. As to the high-solar activity year of 2014, the corresponding improvement is 0.35 TECU. In addition, when the number of monitor stations is increased from 30 to 300, the prediction accuracy of two models can be slightly improved by 0.06 TECU in 2009 and 0.13 TECU in 2014, respectively, while reliability enhances. Furthermore, the average three-dimensional positioning accuracy of 160 globally distributed stations for single-frequency point positioning using the Klobuchar model, the NTCM-BC and the MNTCM-BC is 1.83, 1.21 and 1.20 m during quiet day and 3.15, 2.31 and 2.21 m during perturbed day, respectively. Relative to the Klobuchar model and the NTCM-BC, the average accuracy improvements in the MNTCM-BC are about 30 and 3%, respectively. 相似文献
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电离层总电子含量(TEC)是电离层探测与研究工作的重要特征参量之一.利用地基GPS接收站台网,可以获得大量的垂直TEC数据.本文提出一种高精度TEC地图重构方法,基于Kriging法对垂直TEC进行插值处理,实现了亚大区域高分辨率TEC二维分布的重构,并与实测数据对比验证了本方法的精度和有效性.基于此二维分布,分析了区域TEC值随时间、纬度的变化情况;重点分析了磁静日与磁暴期间南北半球不同纬度TEC值的不同表现特征,并给出了磁暴期间不同纬度TEC的变化趋势所存在的差异及其解释,相关研究成果可为区域高分辨率电离层监测系统的建立提供方法支撑. 相似文献
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