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复杂电磁环境下的电离层总电子含量反演方法
1
作者 石善斌 董翔 +2 位作者 黄胜 朱鹏飞 朱庆林 《电波科学学报》 北大核心 2025年第1期113-123,共11页
利用全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)双频差分信号进行电离层电子含量反演是一种常用的电离层探测手段,但GNSS信号在强电磁干扰环境下,被淹没于电磁噪声中而无法被提取,影响电离层总电子含量(total electron... 利用全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)双频差分信号进行电离层电子含量反演是一种常用的电离层探测手段,但GNSS信号在强电磁干扰环境下,被淹没于电磁噪声中而无法被提取,影响电离层总电子含量(total electron content,TEC)反演系统的可靠性。采用传统调零抗干扰阵列天线方案能解决干扰源剥离的问题,但调零信号的天线相位中心不稳定导致高精度的相位平滑伪距和精密单点定位(precise point positioning,PPP)算法无法收敛。针对强干扰环境下的电离层监测需求,本文提出一种抗干扰TEC数据反演手段,通过对阵列天线通道幅相一致性进行校正,保证相位中心的稳定性,从而推算出准确的电离层TEC信息,提高了系统的可靠性和抗干扰能力。 展开更多
关键词 总电子含量(tec) 倾斜总电子含量(Stec) 垂直总电子含量(Vtec) 全球导航卫星系统(GNSS) 双频差分 抗干扰
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利用VMD-SSA-LSTM的电离层总电子含量预报研究 被引量：2
2
作者 王建敏 刘志鹏 +3 位作者 黄佳鹏 徐迟 孟祥妹 赵振东 《导航定位学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期88-101,共14页
针对太阳活动影响下机器学习模型对电离层总电子含量(TEC)短期预报精度不高的问题,本文提出了一种基于变分模态分解(VMD)、麻雀搜索算法(SSA)、长短期记忆神经网络(LSTM)的组合模型(VMD-SSA-LSTM),以期提高TEC短期预报精度。利用VMD算... 针对太阳活动影响下机器学习模型对电离层总电子含量(TEC)短期预报精度不高的问题,本文提出了一种基于变分模态分解(VMD)、麻雀搜索算法(SSA)、长短期记忆神经网络(LSTM)的组合模型(VMD-SSA-LSTM),以期提高TEC短期预报精度。利用VMD算法对不同时期太阳活动程度影响下的东、西半球TEC格网点数据分解,利用SSA优化LSTM模型,将分解的TEC样本分量及模型最优初始权值和阈值输入到LSTM模型中,将分量预测序列合并重构,得到电离层TEC预测值。实验表明:VMD-SSA-LSTM组合模型在东、西半球太阳活动强烈、适中、较弱时期的均方根误差分别为0.77、0.56、0.69;0.92、0.76、0.73个TECu,平均绝对误差平均值分别为0.69、0.47、0.56;0.79、0.65、0.58个TECu,平均相对精度分别达到94%、94%、93%;93%、91%、91%以上,残差绝对值分布在0~1个TECu的比例均值分别为75.56%、96.11%、85%;74.44%、80.55%、78.33%,较VMD-LSTM、LSTM两种模型预报精度有显著提升。 展开更多
关键词 太阳活动 电离层总电子含量 变分模态分解 麻雀优化算法 长短期记忆神经网络
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2018年三亚站GNSS电离层总电子含量数据集
3
作者 赵秀宽 胡连欢 +3 位作者 孙文杰 李国主 宁百齐 刘立波 《中国科学数据（中英文网络版）》 CSCD 2024年第4期111-120,共10页
利用卫星信标探测电离层有着悠久的历史。近年来,随着多个全球导航卫星系统GNSS的建立,对电离层观测的时空覆盖与分辨率得到了进一步提高,成为电离层研究中应用最广泛的手段。本文选取了2018年三亚站GNSS电离层总电子含量数据作为代表,... 利用卫星信标探测电离层有着悠久的历史。近年来,随着多个全球导航卫星系统GNSS的建立,对电离层观测的时空覆盖与分辨率得到了进一步提高,成为电离层研究中应用最广泛的手段。本文选取了2018年三亚站GNSS电离层总电子含量数据作为代表,介绍了中国科学院地质与地球物理研究所开展的通过接收GNSS信号,反演得到电离层总电子含量数据的情况。本数据集的原始观测精确可靠,数据记录完整连续,可以用于研究太阳活动、磁暴等对电离层的影响以及电离层扰动、电离层时空变化特性等相关工作,同时也可以为卫星导航定位等工程应用提供数据支持。 展开更多
关键词 三亚 电离层 总电子含量 GNSS 2018年
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利用COSMIC低轨卫星对GPS信号的顶部TEC观测资料研究等离子体层电子含量的变化特征 被引量：4
4
作者 张满莲 刘立波 +1 位作者 万卫星 宁百齐 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期1-7,共7页
本文尝试利用COSMIC低轨卫星对GPS信号的顶部TEC观测资料研究等离子体层电子含量(简称PEC)的变化规律.首先介绍从低轨卫星对GPS的顶部TEC观测资料提取等离子体层垂直电子含量的方法,然后利用该方法提取2008年全年的PEC数据,进而研究了2... 本文尝试利用COSMIC低轨卫星对GPS信号的顶部TEC观测资料研究等离子体层电子含量(简称PEC)的变化规律.首先介绍从低轨卫星对GPS的顶部TEC观测资料提取等离子体层垂直电子含量的方法,然后利用该方法提取2008年全年的PEC数据,进而研究了2008年这一太阳活动低年PEC随地磁纬度(MLAT)、磁地方时(MLT)以及不同季节的变化规律.此外,还利用提取的120°E和300°E经度链上的数据对比研究了PEC的经度变化情形.研究结果表明:(1)PEC主要集中分布在磁赤道±45°之间的一个绕地球的环带状区域中;(2)PEC表现出以下的昼夜变化规律特征:白天时段之值高于夜间,约在12—16MLT之间达到最高峰值,而最小PEC值出现在日出前大约4—5MLT左右的时段;(3)相比其他季节月份而言,PEC在北半球夏季月份(5—8月)具有最小值;(4)PEC存在明显的经度变化,不同经度链上的PEC存在不同的季节变化特征. 展开更多
关键词 等离子体层 电离层 总电子含量(tec) 等离子体层电子含量
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120°E赤道电离异常区电子浓度总含量分析与预测 被引量：6
5
作者 徐振中 王伟民 +1 位作者 王博 杨升高 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期2185-2192,共8页
基于国际全球定位服务中心(International GPS Service,IGS)提供的120°E上空1999—2009年IONEX格式电离层电子浓度总含量(TEC)资料,分析赤道电离异常驼峰区TEC峰值Inc和Isc的年变化和季节变化以及与太阳、地磁活动的相关性.在11年... 基于国际全球定位服务中心(International GPS Service,IGS)提供的120°E上空1999—2009年IONEX格式电离层电子浓度总含量(TEC)资料,分析赤道电离异常驼峰区TEC峰值Inc和Isc的年变化和季节变化以及与太阳、地磁活动的相关性.在11年时间尺度上,Inc和Isc与太阳辐射P指数的日均值有较好的相关性(r=0.90和r=0.84),而与地磁活动指数Dst、Kp和Ap日均值的相关性均不好.驼峰区TEC峰值Inc和Isc都是在北半球春、秋季出现极大值,而且冬季值大于夏季值,即Inc呈现"半年异常"和"冬季异常"现象,我们认为Inc和Isc相似的半年变化特征是与赤道上空电离层电急流相关的东向电场半年变化导致的.利用支持向量回归方法构建了EIA指数的预报模型,预报试验结果表明,该预报模型能较准确地描述Inc和Isc的变化,对南北驼峰TEC峰值预报的平均相对误差分别为22.96%和10.2%.基于支持向量机回归的预测方法为赤道电离异常特征指数预报的实现提供一条有效方法途径和好的应用前景. 展开更多
关键词 电离层赤道异常 电子浓度总含量(tec) 赤道电急流 支持向量机(SVM)
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武汉地区电离层电子浓度总含量的统计经验模式研究 被引量：22
6
作者 陈艳红 万卫星 +1 位作者 刘立波 李利斌 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期27-35,共9页
由武汉电离层观象台一个太阳黑子周期（１９８０—１９９０年）的实测电离层电子浓度总含量（ＴＥＣ）资料，统计分析得出了武汉地区的一个 ＴＥＣ经验模式．模式很好地再现了武汉地区的ＴＥＣ观测值．其预测误差在太阳活动高年稍大，... 由武汉电离层观象台一个太阳黑子周期（１９８０—１９９０年）的实测电离层电子浓度总含量（ＴＥＣ）资料，统计分析得出了武汉地区的一个 ＴＥＣ经验模式．模式很好地再现了武汉地区的ＴＥＣ观测值．其预测误差在太阳活动高年稍大，低年较小；在春秋两季稍大，冬夏两季较小；在当地时间白天和傍晚稍大，夜间和早晨较小．此外，与国际参考电离层模式ＩＲＩ的计算结果比较，本模式预测的ＴＥＣ值更接近于实际观测结果．同时，本文也初步探讨了ＴＥＣ的半年变化特征和冬季异常现象． 展开更多
关键词 tec 统计经验模式 武汉地区 电离层电子浓度总含量 观测结果 太阳活动参数
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通过GPS测量数据研究电离层电子总含量的逐日变化 被引量：31
7
作者 萧佐 张东和 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第2期97-102,共6页
提出了一种直接通过双频GPS伪距测量数据导出接收站附近垂直TEC的方法，这种方法不需要事先知道卫星和接收机电路时延的精确值，前者可在换算过程中自治地加以修正，而接收机时钟误差则利用IRI模式的夜晚平均值作为参考来订正，这一订... 提出了一种直接通过双频GPS伪距测量数据导出接收站附近垂直TEC的方法，这种方法不需要事先知道卫星和接收机电路时延的精确值，前者可在换算过程中自治地加以修正，而接收机时钟误差则利用IRI模式的夜晚平均值作为参考来订正，这一订正存在一定的绝对误差，但不会影响逐日相对变化。却使数据处理过程大为简化．得到的垂直TEC为天顶周围60°锥角内的平均值，能够相当好地反映电离层电子总含量的周日变化．一个计算实例显示了连续三天北京地区TEC的日变化情况，证实了这一方法的实用性．文中还提出一个新概念或问题，即GPS卫星仰角很小时，通常认为多径效应造成大的误差，本文的一些实例似乎表明，这种多径效应的概念应当包括电高层不规则结构的贡献． 展开更多
关键词 电离层 GPS测量数据 电子总含量 tec
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利用OI135.6nm夜气辉辐射探测电离层峰值电子密度及电子总含量的研究 被引量：12
8
作者 江芳 毛田 +3 位作者 李小银 付利平 王咏梅 余涛 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期3679-3687,共9页
测量夜间135.6nm大气气辉辐射强度是目前有效的电离层探测方式之一,我国即将在风云三号卫星上搭载仪器,利用该波段夜气辉辐射测量来反演电子总含量(本文所指电子总含量表示卫星高度以下大气柱的电子含量)及峰值电子密度,因此非常有必要... 测量夜间135.6nm大气气辉辐射强度是目前有效的电离层探测方式之一,我国即将在风云三号卫星上搭载仪器,利用该波段夜气辉辐射测量来反演电子总含量(本文所指电子总含量表示卫星高度以下大气柱的电子含量)及峰值电子密度,因此非常有必要开展相关的气辉发光模型及反演研究.在介绍氧原子135.6nm波段夜气辉激发机制基础上,考虑辐射在传输过程中受到大气氧原子的散射及氧气分子的吸收,采用迭代法求解包含多次散射及大气吸收衰减的辐射传输方程,得到该波段的体发射率,最终通过考虑包含辐射传输的路径积分计算得到135.6nm气辉辐射强度值.对结果的分析表明:该气辉模型能较好地描述体发射率随高度的分布特征,计算得到的135.6nm夜气辉辐射强度在不同时空及太阳活动的分布与相应条件下峰值电子密度(NmF2)及电子总含量(TEC)的分布基本一致.相同的时空及太阳活动输入条件下,模式计算的135.6nm夜气辉辐射强度与国外同类模式结果的值平均偏差约为3%.文中最后介绍了通过135.6nm夜气辉的辐射强度探测来反演电离层峰值电子密度NmF2及电子总含量TEC的反演方法. 展开更多
关键词 夜气辉 电子总含量 峰值电子密度 辐射传输 辐射强度
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2009年7月22日日全食期间电离层总电子含量变化研究 被引量：1
9
作者 莫晓华 张东和 +2 位作者 覃健生 叶锦凤 萧佐 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期336-342,共7页
利用中国区域内五个GPS台站(一个台站处于日全食区域、四个台站处于日偏食区域)观测数据,研究2009年7月22日日全食期间电离层总电子含量(TEC)的变化,结果表明,日全食期间,电离层TEC值经历了下降和恢复的过程,最小TEC相对于最大食偏的时... 利用中国区域内五个GPS台站(一个台站处于日全食区域、四个台站处于日偏食区域)观测数据,研究2009年7月22日日全食期间电离层总电子含量(TEC)的变化,结果表明,日全食期间,电离层TEC值经历了下降和恢复的过程,最小TEC相对于最大食偏的时间延迟约为1～10 min;台站测得最小TEC的星下点(IPP)越靠近日全食带TEC下降量越大,在日食期间武汉站(114.35°E,30.53°N)TEC相对于各参考日期的TEC,其平均下降量最大,达到4.58TECU. 展开更多
关键词 日全食 GPS 总电子含量(tec)
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大耀斑期间向日面电离层总电子含量的响应个例分析 被引量：6
10
作者 张东和 孙臻 +2 位作者 刘四清 龚建村 肖佐 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期96-104,共9页
利用2001年4月15日1336UT耀斑爆发期间向日面GPS观测数据提取的总电子含量的时间变化曲线,分析了向日面电离层对这次耀斑的响应特点.结果表明,耀斑期间向日面电离层出现了总电子含量突增事件.最大总电子含量增加量约为2.6TECU,在0600LT... 利用2001年4月15日1336UT耀斑爆发期间向日面GPS观测数据提取的总电子含量的时间变化曲线,分析了向日面电离层对这次耀斑的响应特点.结果表明,耀斑期间向日面电离层出现了总电子含量突增事件.最大总电子含量增加量约为2.6TECU,在0600LT和1800LT都观测到了总电子含量突增,但增加幅度仅为0.5-1 TECU.在高纬地区,由于电离层闪烁,从TEC时间变化曲线提取不出来总电子含量增加值.从各卫星星下点处的TEC增加量和各星下点处的太阳天顶角的关系可以看到,TEC增加量与太阳天顶角有关,太阳天顶角越大,TEC增幅越小.另外,从总电子含量时间变化率曲线上还观测到了时间同步的小尺度扰动,通过与耀斑期间硬X射线辐射通量的比较,发现两者有明显的相关性,电离层中的这种扰动与耀斑期间的硬X射线或远紫外辐射有关. 展开更多
关键词 太阳耀斑 向日面 电离层效应 GPS 总电子含量
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用经验正交函数构造武汉地区电子浓度总含量的经验模式 被引量：24
11
作者 毛田 万卫星 刘立波 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期751-758,共8页
本文利用经验正交函数(EmpiricalOrthogonalFunction,简称EOF)分析了武汉电离层台站一个太阳黑子周期(1980年4月～1990年12月)的实测电离层电子浓度总含量(TEC)资料,在此基础上构建了一个武汉地区的TEC月中值的经验模式.结果表明:(1)以... 本文利用经验正交函数(EmpiricalOrthogonalFunction,简称EOF)分析了武汉电离层台站一个太阳黑子周期(1980年4月～1990年12月)的实测电离层电子浓度总含量(TEC)资料,在此基础上构建了一个武汉地区的TEC月中值的经验模式.结果表明:(1)以EOF分析观测数据具有一定的物理意义,其基函数表征TEC的日变化,系数表征TEC的长期变化;(2)EOF技术展开收敛速度快,很少数低阶项即能反映TEC的主要变化,采用经验正交函数建模可以用较少的参数表征较复杂的物理过程.此外,本文还就TEC模式的外部驱动量的改进问题作了一些探讨,发现用F107A(10.7cm太阳辐射通量F107的81天滑动平均值)作TEC建模的外部驱动量能够更好地提高EOF模式的精度和稳定性. 展开更多
关键词 电子浓度总含量 经验正交函数 电离层经验模式 电离层变化 太阳活动
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总电子含量的一个统计模式 被引量：4
12
作者 蒋和荣 杨美华 +1 位作者 刘玉玲 武顺智 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 1993年第2期153-158,共6页
利用北京实测的TEC及f_0F_2资料,求出太阳黑子数R,电离层临界频率f_0F_2和总电子含量的一个统计关系。
关键词 总电子含量 黑子 季节因子
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利用GPS三频数据计算电离层垂直总电子含量变化率 被引量：4
13
作者 管斌 孙中苗 +1 位作者 刘晓刚 朱永兴 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期887-896,共10页
研究了通过采样间隔为1 s的GPS三频载波相位观测数据计算1 Hz电离层垂直总电子含量变化率(RVTEC)的方法,推导了直接采用双频载波相位观测量计算RVTEC的公式,对一般空间环境与电离层活动剧烈两种条件下L1L2、L1L5、L2L5三种载波相位组合... 研究了通过采样间隔为1 s的GPS三频载波相位观测数据计算1 Hz电离层垂直总电子含量变化率(RVTEC)的方法,推导了直接采用双频载波相位观测量计算RVTEC的公式,对一般空间环境与电离层活动剧烈两种条件下L1L2、L1L5、L2L5三种载波相位组合计算的RVTEC进行了一致性分析,给出了通过三频载波相位观测数据计算电离层RVTEC的修正方法,比较了X射线太阳耀斑期间RVTEC与由传统方法计算的总电子含量变化率(ROT)响应,在双星串飞编队测高模式下对计算方法进行了应用.结果表明,L1L2、L1L5两种组合之间的一致性较好,由L1L2、L1L5组合计算的RVTEC的中误差约为0.004 TECu/s,RVTEC较ROT更能体现TEC变化的细节,在双星串飞编队测高模式下海面高梯度的计算中,电离层延迟之差可以忽略. 展开更多
关键词 三频数据 载波相位 垂直总电子含量变化率 电离层闪烁 卫星测高
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红心李总可溶性固形物含量的电子鼻预测方法研究 被引量：3
14
作者 李剑 郑乐 +2 位作者 林涵 郑飞翔 惠国华 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第12期2360-2365,共6页
为实现红心李品质的无损检测,采用国标法检测红心李样品的可溶性固形物含量,测定并记录电子鼻响应值,采用非线性随机共振提取电子鼻信噪比特征值,构建红心李总可溶性固形物含量非线性Boltzmann预测模型。结果表明,构建的红心李可溶性固... 为实现红心李品质的无损检测,采用国标法检测红心李样品的可溶性固形物含量,测定并记录电子鼻响应值,采用非线性随机共振提取电子鼻信噪比特征值,构建红心李总可溶性固形物含量非线性Boltzmann预测模型。结果表明,构建的红心李可溶性固形物含量预测模型的相关系数R2=0.9700,表明电子鼻可以预测红心李可溶性固形物含量。验证可知,该模型的预测精度较高,对所有测试样品的预测值皆较准确。本研究为果蔬品质电子鼻快速无损检测提供了理论参考。 展开更多
关键词 红心李 总可溶性固形物含量预测 电子鼻 随机共振 信噪比
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接收GPS卫星信号测量电离层总电子含量结果的初步分析 被引量：4
15
作者 张东和 曹冲 +1 位作者 甄卫民 李安民 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1996年第S1期27-35,共9页
利用ＲｏｇｕｅＳＮＲ─８ＣＧＰＳ卫星接收机进行电离层总电子含量（ＴＥＣ）的观测。介绍了基本分析方法以及在新乡和南宁两地初步测量结果。结果表明，新乡的ＴＥＣ特性反映了中纬地区电离层的变化特征，而南宁的ＴＥＣ特性则反映了... 利用ＲｏｇｕｅＳＮＲ─８ＣＧＰＳ卫星接收机进行电离层总电子含量（ＴＥＣ）的观测。介绍了基本分析方法以及在新乡和南宁两地初步测量结果。结果表明，新乡的ＴＥＣ特性反映了中纬地区电离层的变化特征，而南宁的ＴＥＣ特性则反映了电离层的赤道异常的某些特征，显示了赤道异常峰的南北向移动的特点。 展开更多
关键词 全球定位系统 总电子含量 电离层 赤道异常
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利用GPS观测值反演电离层总电子含量的时空变化 被引量：5
16
作者 蔡昌盛 高井祥 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第5期727-730,共4页
为了便于电离层总电子含量时空变化的研究,利用区域电离层模型获得了GPS系统硬件延迟,从而进一步获取了绝对电离层总电子含量值。利用北京IGS站的GPS观测数据分别计算了2000年至2004年各个不同季节的总电子含量,经比较发现,电离层总电... 为了便于电离层总电子含量时空变化的研究,利用区域电离层模型获得了GPS系统硬件延迟,从而进一步获取了绝对电离层总电子含量值。利用北京IGS站的GPS观测数据分别计算了2000年至2004年各个不同季节的总电子含量,经比较发现,电离层总电子含量表现出明显的季节性变化。利用中国地壳观测网络25个测站的观测数据计算发现,电离层总电子含量空间变化幅度大,在低纬度地区总电子含量值相对较大,而在中纬度地区相对较小。 展开更多
关键词 GPS 硬件延迟 电离层总电子含量 时空变化
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基于全球卫星导航系统观测网的全球总电子含量快速反演方法 被引量：1
17
作者 王晓岚 马冠一 +3 位作者 万庆涛 李婧华 范江涛 张杰 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期214-223,共10页
将全球按照地理经纬度进行网格划分,每网格选取一个接收机,基于全球卫星导航系统(GNSS)观测网的全球定位系统(GPS)双频观测数据,在电离层薄层假设条件下,提出了一种基于球谐函数拟合的高时间分辨率总电子含量(TEC)快速反演方法.利用200... 将全球按照地理经纬度进行网格划分,每网格选取一个接收机,基于全球卫星导航系统(GNSS)观测网的全球定位系统(GPS)双频观测数据,在电离层薄层假设条件下,提出了一种基于球谐函数拟合的高时间分辨率总电子含量(TEC)快速反演方法.利用2006年四季中16个地磁平静日的GPS双频观测数据,针对15种不同的网格选站情况考察其TEC的反演效果与解算时间.结果表明,当网格选站间隔小于15°×30°(纬度×经度)时,数据拟合度约为2TECU,并都能较好地反演TEC.综合考虑穿刺点分布与解算时间,在10°×20°(纬度×经度)选站条件下,约在3min内即可反演出有效的TEC、卫星硬件偏差和接收机硬件偏差,从而提高了反演速度,10°×20°(纬度×经度)选站的快速反演TEC能够为全球电离层TEC现报提供一种有效方法. 展开更多
关键词 全球定位系统 总电子含量 硬件偏差 球谐模型 快速反演
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自回归神经网络的电离层总电子含量预报 被引量：10
18
作者 吉长东 王强 +1 位作者 沈祎凡 潘飞 《导航定位学报》 CSCD 2018年第4期96-101,共6页
为了进一步提高TEC的预报精度,针对TEC时间序列高噪声、非平稳、包含线性和非线性动态序列的特性,运用经验模态分解和非线性自回归动态神经网络,基于分解-预测-重构的思想构建EMD-NAR预测模型;并对比分析EMD-NAR组合模型和单一模型的预... 为了进一步提高TEC的预报精度,针对TEC时间序列高噪声、非平稳、包含线性和非线性动态序列的特性,运用经验模态分解和非线性自回归动态神经网络,基于分解-预测-重构的思想构建EMD-NAR预测模型;并对比分析EMD-NAR组合模型和单一模型的预报精度,同时运用EMD-NAR预测模型分析不同环境下的电离层TEC时间序列。实验结果表明EMD-NAR动态神经网络模型能很好地反映电离层TEC的变化特性,平静期和活跃期的预测平均相对精度分别为94%和88.3%,预报残差小于1个TECu的分别占71%和68.5%,小于3个TECu的分别占90.3%和87.5%。 展开更多
关键词 非线性自回归神经网络 电离层预报 时间序列 经验模态分解 总电子含量
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深度学习LSTM模型的电离层总电子含量预报 被引量：22
19
作者 吉长东 王强 +1 位作者 王贵朋 刘亚南 《导航定位学报》 CSCD 2019年第3期76-81,共6页
针对TEC时间序列高噪声、非线性和非平稳的动态序列的特性,基于分解-预测-重构的思想,运用总体经验模态分解和深度学习长短期记忆神经网络,构建了EEMD-LSTM预测模型。同时,以测试集上预测结果的均方根误差最小为目标,运用多层网格搜索... 针对TEC时间序列高噪声、非线性和非平稳的动态序列的特性,基于分解-预测-重构的思想,运用总体经验模态分解和深度学习长短期记忆神经网络,构建了EEMD-LSTM预测模型。同时,以测试集上预测结果的均方根误差最小为目标,运用多层网格搜索算法对EMD-LSTM预测模型进行参数优选。以IGS中心2015年全年1 h时间尺度的TEC格网数据进行实验分析,结果表明,EEMD-LSTM组合模型的预报结果能够很好的反应电离层TEC的变化特性,在低、中、高纬度地区平均预报残差分别为1.37、0.82和0.96个TECu,预测平均相对精度分别为92.8%、91.9%和87.8%。 展开更多
关键词 长短期记忆神经网络 递归神经网络 总体经验模态分解 电离层总电子含量 时间序列
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一种组合模型的电离层总电子含量预报方法 被引量：3
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作者 王建敏 徐迟 +1 位作者 祁向前 黄佳鹏 《导航定位学报》 CSCD 2023年第2期166-175,共10页
针对电离层总电子含量(TEC)的非线性、非平稳等多种因素影响会导致全球导航定位服务数据的高噪声问题,提出一种小波分解、长短期记忆(LSTM)网络模型、埃尔曼(Elman)神经网络模型组合的方法:采用国际全球卫星导航系统服务组织(IGS)中心... 针对电离层总电子含量(TEC)的非线性、非平稳等多种因素影响会导致全球导航定位服务数据的高噪声问题,提出一种小波分解、长短期记忆(LSTM)网络模型、埃尔曼(Elman)神经网络模型组合的方法:采用国际全球卫星导航系统服务组织(IGS)中心提供的不同纬度、不同时间段的TEC格网点数据,利用db4小波分解对前20 d的TEC样本序列进行分解得到高频信息与低频信息;再分别利用LSTM模型和Elman模型对高频信息和低频信息进行预报;然后将2种模型的预报值进行重构;最后利用滑动窗口预测连续多个2 d数据进行分析研究。实验结果表明,组合模型在春、夏、秋、冬不同季节的电离层预报的均方根误差分别为0.85、0.68、0.84和0.84个总电子含量单位(TECu),平均绝对值残差分别为0.66、0.55、0.60和0.69个TECu,平均相对精度分别为97.1%、97.1%、96.7%、95.9%,与2种单一模型相比可有大幅度提升。 展开更多
关键词 小波分解 长短期记忆(LSTM)网络模型 埃尔曼(Elman)神经网络模型 滑动窗口 电离层总电子含量单位(tecu)
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