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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
1
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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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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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
4
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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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
5
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GPS三频数据计算电离层垂直总电子含量变化率 被引量：4
6
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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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
7
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
8
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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深度学习LSTM模型的电离层总电子含量预报 被引量：22
9
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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自回归神经网络的电离层总电子含量预报 被引量：10
10
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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一种组合模型的电离层总电子含量预报方法 被引量：3
11
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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南极地区电离层总电子含量分布特征的初步探讨
12
作者 樊战友 宋金安 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 1993年第1期57-62,共6页
通过对微分多普勒数据处理后得到的电离层总电子含量的分析,探讨了南极地区总电子含量随纬度的分布变化特征及规律。
关键词 南极 电离层 总电子含量 分布
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基于PPP-AR方法的低纬度单星电离层模型构建及精度分析
13
作者 钱兢业 叶世榕 +3 位作者 上官灏院 曾旭平 马鑫程 李斐 《导航定位学报》 北大核心 2025年第3期42-51,共10页
针对全球电离层模型(GIM)在低纬度地区,尤其是磁暴期间,表现出较大的误差,无法满足实时动态精密单点定位(PPP-RTK)对于高精度电离层延迟信息的需求,而高精度的外部电离层延迟信息是实现模糊度快速固定的关键的问题,提出一种基于非差非... 针对全球电离层模型(GIM)在低纬度地区,尤其是磁暴期间,表现出较大的误差,无法满足实时动态精密单点定位(PPP-RTK)对于高精度电离层延迟信息的需求,而高精度的外部电离层延迟信息是实现模糊度快速固定的关键的问题,提出一种基于非差非组合精密单点定位模糊度解算(PPP-AR)方法的单星电离层多项式模型:通过对广东省低纬度区域的实际观测数据进行验证,全面评估其在不同地磁活动水平、太阳活动水平及站间距条件下的性能表现。结果表明,尽管地磁活动和太阳活动对模型精度具有一定的影响,但总体影响较小,即使在高太阳活动水平或地磁活跃的条件下,各卫星系统的模型精度依然能够保持在0.5总电子含量单位(TECU)以内;进一步的实验表明,站间距对电离层模型的精度有显著影响;平均站间距为100 km时,电离层模型的RMSE值显著低于平均站间距为300 km的结果,并进一步验证了所构建的电离层模型能显著缩短用户端坐标的收敛时间。该成果可为低纬度区域PPP-RTK服务的设计和电离层模型的构建提供参考。 展开更多
关键词 全球卫星导航系统(GNSS) 非差非组合(UDUC)模式 精密单点定位模糊度解算(PPP-AR) 低纬度电离层模型 电离层斜路径总电子含量(STEC) 单星电离层模型
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利用半参数核估计法预报全球电离层总电子含量 被引量：8
14
作者 王喜江 边少锋 +3 位作者 李子申 蒋可 任青阳 潘雄 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1271-1281,共11页
本文将半参数平差模型引入电离层球谐函数系数的预报中,建立了半参数球谐函数模型(Semiparametric-Spherical Harmonic,Semi-SH)来预测全球电离层总电子含量.首先,通过快速傅里叶变换获得球谐函数系数的周期和振幅,将振幅高的主周期归... 本文将半参数平差模型引入电离层球谐函数系数的预报中,建立了半参数球谐函数模型(Semiparametric-Spherical Harmonic,Semi-SH)来预测全球电离层总电子含量.首先,通过快速傅里叶变换获得球谐函数系数的周期和振幅,将振幅高的主周期归入趋势函数,振幅低的剩余周期归入随机信号,建立了半参数模型,同时利用核估计方法拟合趋势函数,解算随机信号,并在时间域上进行外推,得到了预报时间的球谐函数系数,代入15阶电离层球谐函数模型,最后得出电离层总电子含量(Total Electron Content,TEC)的预报值.本文基于欧洲定轨中心(CODE)发布的球谐函数系数进行电离层TEC长期预报和短期预报分析,其中长期预报采用四年预报两年的模式对球谐函数系数进行预报,短期预报设计了三个算例,采用前30天预报后一天的模式,分别预报1天、滑动预报7天和滑动预报30天.实验结果表明:长期预报能够较好地反映全球电离层TEC的变化趋势和波动情况,Semi-SH模型对全球电离层TEC平均值(Mean TEC global,MTECglobal)的拟合值和预报值与MTECglobal实际值的相关系数分别为0.8743和0.8010,呈现出高度相关性.短期预报中,在太阳活动高年和太阳活动低年,Semi-SH模型在中纬度地区预报精度较CODE发布的电离层TEC 1天预报产品(CODE′S 1-Day Predicted GIM,C1PG)有较大提升,在高纬度与低纬度地区两种模型预报精度相当;Semi-SH模型在太阳活动高年和太阳活动低年30天滑动预报精度的均值均高于C1PG模型.实验结果说明了Semi-SH模型预报电离层TEC值的有效性. 展开更多
关键词 电离层预报 半参数球谐函数模型 长期预报 短期预报 电离层总电子含量
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基于Jason-1/2/3 VTEC的全球电离层地图精度评估及修正
15
作者 孟迪 王开心 +1 位作者 冯建迪 张志豪 《大地测量与地球动力学》 北大核心 2025年第5期512-517,共6页
本文使用Jason-1/2/3系列卫星的VTEC数据,从时间、空间等角度分析全球电离层地图的精度情况,并利用太阳活动分量、日变化分量和季节变化分量建立相应的修正方程。结果表明:1) CODE GIMs与Jason系列卫星的残差(G-J)与F_(10.7)呈二次函数... 本文使用Jason-1/2/3系列卫星的VTEC数据,从时间、空间等角度分析全球电离层地图的精度情况,并利用太阳活动分量、日变化分量和季节变化分量建立相应的修正方程。结果表明:1) CODE GIMs与Jason系列卫星的残差(G-J)与F_(10.7)呈二次函数关系,在日变化上呈24 h的周期特征,在季节变化上呈半年变化周期特征,修正方程能够有效修正GIMs数据。2)G-J的平均值在太平洋的低纬度地区取得最大值,在澳大利亚南部取得最小值;赤道异常中的等离子输送导致G-J的中误差呈现双峰特征;G-J的相对误差在大西洋南部,尤其是非洲南部的海洋地区取得极大值。 展开更多
关键词 总电子含量 全球电离层地图 测高卫星 Jason系列卫星
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新乡上空电离层总电子含量的经验模式 被引量：5
16
作者 马健敏 龙其利 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 1992年第1期76-80,共5页
基于电离层总电子含量与太阳活动性之间的线性相关关系,利用在新乡长期测量所得的电离层总电子含量的资料,得出了总电子含量的一种经验模式。
关键词 电离层 总电子 含量 预报
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融合CNN/BiLSTM/attention的滇川电离层TEC预测模型
17
作者 陈冠宇 李旺 +4 位作者 李家乐 刘佳悦 张仁中 朱浩泽 李震 《导航定位学报》 北大核心 2025年第4期228-239,共12页
针对中国云南-四川位于赤道电离异常区域(EIA)北冠带,“喷泉效应”导致电离层动力学特征异常复杂,传统的电离层模型适应性较差的问题,提出一种融合卷积神经网络(CNN)/双向长短时记忆(BiLSTM)神经网络/注意力机制(attention)的滇川电离... 针对中国云南-四川位于赤道电离异常区域(EIA)北冠带,“喷泉效应”导致电离层动力学特征异常复杂,传统的电离层模型适应性较差的问题,提出一种融合卷积神经网络(CNN)/双向长短时记忆(BiLSTM)神经网络/注意力机制(attention)的滇川电离层总电子含量(TEC)预测模型:采用具有多通道特征的CNN-BiLSTM-注意力机制(attention)神经网络构建该区域电离层模型;然后选取2023年(磁暴年)的双分日和双至日作为验证时段,评估模型的有效性。结果表明,在春分、夏至、秋分和冬至的预测精度分别为1.24总电子含量单位(TECU)、2.06TECU、1.69TECU和2.35TECU,对应的皮尔逊相关系数分别为0.988、0.961、0.944和0.987;说明提出的模型可显著改正滇川区域太阳高峰年内的电离层延迟,能够为深入了解滇川区域的电离层时空演变机制,以及增强该区域的导航定位服务质量提供参考。 展开更多
关键词 电离层模型 神经网络 滇川区域 全球卫星导航系统(GNSS) 总电子含量(TEC)
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CEEMDAN改进的CNN-LSTM短期电离层TEC预测模型
18
作者 焦迎香 李克昭 岳哲 《导航定位学报》 北大核心 2025年第3期107-115,共9页
针对电离层总电子含量(TEC)值的时序变化通常呈现非线性和随机性的问题,提出一种结合完全集合经验模态分解(CEEMDAN)和基于卷积神经网络和长短时记忆网络的时空网络(CNN-LSTM)神经网络的TEC预测模型:采用分解、预测和重构的方法,结合CEE... 针对电离层总电子含量(TEC)值的时序变化通常呈现非线性和随机性的问题,提出一种结合完全集合经验模态分解(CEEMDAN)和基于卷积神经网络和长短时记忆网络的时空网络(CNN-LSTM)神经网络的TEC预测模型:采用分解、预测和重构的方法,结合CEEMDAN在时间序列分解上和CNN-LSTM在预测精度上的优势,对电离层TEC值进行短期预测;然后利用国际全球卫星导航系统服务组织(IGS)中心发布的2019和2023年4个季节,以及分布在中高低纬度的6个格网点的TEC格网数据进行实验分析。实验结果表明,CEEMDAN-CNN-LSTM组合模型的预测结果能很好地反映电离层TEC的时间变化特性,在2019年太阳活动低年和2023年太阳活动高年的预测精度均方根误差(RMSE)相较于长短时记忆(LSTM)网络模型可分别平均提升2.62总电子含量单位(TECU)和10.44TECU,相较于CNN-LSTM模型可提升1.85TECU和7.23TECU。 展开更多
关键词 电离层总电子含量(TEC) 长短期记忆(LSTM)神经网络 卷积神经网络(CNN) 完全集合经验模态分解(CEEMDAN) 预测模型
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广东地区高精度电离层延迟模型构建方法
19
作者 蔡泓威 江俊飞 +1 位作者 李妍 叶世榕 《广东电力》 北大核心 2025年第2期47-56,共10页
全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)的高精度定位技术是支撑无人机智能巡检的关键技术,但广东省处于低纬度地区,电离层活动频繁且强烈,各向异性特征显著,现有全球电离层地图(global ionospheric maps,GIM)在该... 全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)的高精度定位技术是支撑无人机智能巡检的关键技术,但广东省处于低纬度地区,电离层活动频繁且强烈,各向异性特征显著,现有全球电离层地图(global ionospheric maps,GIM)在该区域的校正精度不足,经常导致无人机在巡检时出现较大的定位偏差。因此,提出一种基于单星电离层模型(satellite-based ionospheric model,SIM)的电离层延迟校正方法。首先采用载波相位平滑伪距技术,从GNSS双频观测数据中精确提取电离层的总电子含量(total electron content,TEC);根据此数据,为每颗卫星独立建立低阶多项式模型,实现电离层TEC的精准校正,并有效规避了传统方法中使用的映射函数带来的误差,并利用广东电网多个连续运行参考站(continuous operating reference stations,CORS)的实测数据进行验证。结果表明,SIM显著提升了电离层延迟的校正精度,特别是在电离层活动剧烈的时段及区域表现出色。在中等太阳活动水平下,SIM的校正精度表现稳定,日均偏差为0.1463总电子含量(total electron content unit,TECU),即0.1463×10^(16)电子/m^(2),标准偏差(STD)为0.9192×10^(16)电子/m^(2),显示了良好的适应性和远高于GIM的精度。模型在冬季与夏季表现出相似的优异性能,证实了其良好的环境适应性与稳定性,为低纬度地区高精度GNSS定位及电离层延迟改正提供了有效的新方案。 展开更多
关键词 全球卫星导航系统 电离层延迟校正 单星电离层模型 总电子含量
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过电离层电磁脉冲信号的传播参数反演方法与试验研究
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作者 李宗祥 曹保锋 +8 位作者 李鹏 李欣 张雄 魏雍力 王元 王丽华 张天池 李晓 李小强 《地球物理学报》 北大核心 2025年第2期399-412,共14页
使用多星联合到达时间法定时定位电磁脉冲(ElectroMagnetic Pulses,EMPs)的关键在于精确反演传播参数,并矫正电离层色散效应引起的传播时延.经典的参数反演方法存在抗干扰能力差、拟合结果对初值依赖性强以及无法解析电波双折射信号等问... 使用多星联合到达时间法定时定位电磁脉冲(ElectroMagnetic Pulses,EMPs)的关键在于精确反演传播参数,并矫正电离层色散效应引起的传播时延.经典的参数反演方法存在抗干扰能力差、拟合结果对初值依赖性强以及无法解析电波双折射信号等问题.为此,提出一种能应对上述不足的过电离层EMPs传播参数反演方法,计算倾斜总电子含量(SlantTotalElectron Content,STEC)和拍频,并确定信号矫正时延后的绝对到达时间.星载宽带电磁脉冲探测器(Wideband Electromagnetic Pulse Detector,WEMPD)轨道高度约500 km、倾角97.5°,探测到478次地基电磁脉冲模拟器信号.观测结果与其他数据综合对比分析发现:当STEC大于10 TECU时,WEMPD反演拍频与固定高度地磁场模型预测结果基本吻合,平均相对误差16.81%;WEMPD反演垂直电子总含量(Vertical Total Electron Content,VTEC)与国际参考电离层模型预测结果一致,平均偏差2.35 TECU;WEMPD反演VTEC与中国科学院全球电离层电子总含量格网具有相同的电离层时变特征表征能力,二者偏差全年保持在10 TECU左右;WEMPD反演STEC高阶效应的显著性与不同时间电离层条件有关,清晨约为傍晚3倍;矫正高阶效应后,WEMPD的定时精度2.34μs,相比矫正前提升约20%.研究结果不仅能为过电离层EMPs传播时延矫正奠定基础,还可为区域电离层研究提供低轨道观测数据. 展开更多
关键词 宽带电磁脉冲探测器 电磁脉冲模拟器 电离层 倾斜电子总含量
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