基于欧洲定轨中心(Center for Orbit Determination in Europe, CODE)发布的2008至2022年共5428 d的GIM格网数据,选取中国云南省区域数据,分析了电离层格网点总电子含量(TEC)时空变化特征分析,以及使用2005-01-01至2024-05-08共7064 d的...基于欧洲定轨中心(Center for Orbit Determination in Europe, CODE)发布的2008至2022年共5428 d的GIM格网数据,选取中国云南省区域数据,分析了电离层格网点总电子含量(TEC)时空变化特征分析,以及使用2005-01-01至2024-05-08共7064 d的10.7 cm射电辐射通量研究其与太阳活动的相关性。试验结果表明:在空间分布上,纬度方向相邻格网点TEC的变化范围小于4 TECU的频率为85.198%,经度方向相邻格网点TEC的变化范围小于4 TECU的频率为97.592%,表明沿着纬度方向TEC梯度变化更为显著。展开更多
电离层延迟是全球卫星导航定位中重要的误差源之一,提高电离层总电子含量(Total Electron Content,TEC)预报精度对改善卫星导航定位精度极其重要.本文联合滑动窗口(Sliding Window)和长短时记忆(Long-Short-Term Memory,LSTM)神经网络,...电离层延迟是全球卫星导航定位中重要的误差源之一,提高电离层总电子含量(Total Electron Content,TEC)预报精度对改善卫星导航定位精度极其重要.本文联合滑动窗口(Sliding Window)和长短时记忆(Long-Short-Term Memory,LSTM)神经网络,以滑动窗口算法对输入序列数据集不断更新并测试不同输入序列长度对应模型的精度,最后以预测值来更新输入数据序列的最后10%,进而构建TEC预报模型SLSTM(Sliding Window on Long-Short-Term Memory).验证结果表明,该模型在平静期和磁暴期预测残差绝对值小于5TECU的比例均达85%以上,较传统LSTM模型对应值占比增加了49%,71%,均方根误差(RMSE)低31%,35%;其预报结果的平均绝对误差(MAE)减少25%,32%;SLSTM模型预测结果的RMSE均值、MAE均值均比传统LSTM模型、BP模型小.展开更多
电离层总电子含量(Total Electron Content,TEC)的监测与预报是空间环境研究的重要内容,对卫星通讯和导航定位等有重要意义.TEC值影响因素较多,很难确定精确物理模型来对其进行预测.本文设计了基于注意力机制的LSTM模型(Att-LSTM),采用...电离层总电子含量(Total Electron Content,TEC)的监测与预报是空间环境研究的重要内容,对卫星通讯和导航定位等有重要意义.TEC值影响因素较多,很难确定精确物理模型来对其进行预测.本文设计了基于注意力机制的LSTM模型(Att-LSTM),采用过去24小时TEC观测数据对未来TEC进行预测.选择北半球东经100°上,每2.5°纬度选择一个位置,共计36个位置来验证本文提出模型的性能,并与主流的深度学习模型如DNN、RNN、LSTM进行对比实验.取得了如下成果:(1)在选定的36个地区未来2小时单点预测上,基于本文的Att-LSTM模型的TEC预测性能明显优于其他对比模型;(2)讨论了纬度对Att-LSTM预测未来2小时TEC值时性能的影响,发现在北纬0°到60°之间,Att-LSTM预测性能随着纬度的升高而略有降低,在北纬62.5°~87.5°之间,模型预测性能出现扰动,预测效果略差;(3)讨论了磁暴期和磁静期模型的预测性能,发现无论是磁暴期还是磁静期,本文模型预测性能均较好;(4)还讨论了对未来多时点预测效果,实验结果表明,本文所提出的模型对未来2、4个小时的预测拟合度R-Square均超过0.95,预测结果比较可靠,对未来6、8、10个小时预测拟合度最高为0.7934,预测拟合度R-Square下降迅速,预测结果不可靠.展开更多
利用球谐模型和中国地壳运动观测网络及IGS（International GNSS Service）基准站的GPS观测数据,分别计算了中国区域及全球电离层电子总含量（Total Electron Content,TEC）,采用了不同的统计分析方法,对汶川震中上空及邻近区域的TEC进...利用球谐模型和中国地壳运动观测网络及IGS（International GNSS Service）基准站的GPS观测数据,分别计算了中国区域及全球电离层电子总含量（Total Electron Content,TEC）,采用了不同的统计分析方法,对汶川震中上空及邻近区域的TEC进行检查.结果发现：震前后一个星期,孕震区上空连续出现电离层异常扰动,其异常形态具有共轭结构,且呈现向磁赤道漂移趋势.展开更多
文摘电离层延迟是全球卫星导航定位中重要的误差源之一,提高电离层总电子含量(Total Electron Content,TEC)预报精度对改善卫星导航定位精度极其重要.本文联合滑动窗口(Sliding Window)和长短时记忆(Long-Short-Term Memory,LSTM)神经网络,以滑动窗口算法对输入序列数据集不断更新并测试不同输入序列长度对应模型的精度,最后以预测值来更新输入数据序列的最后10%,进而构建TEC预报模型SLSTM(Sliding Window on Long-Short-Term Memory).验证结果表明,该模型在平静期和磁暴期预测残差绝对值小于5TECU的比例均达85%以上,较传统LSTM模型对应值占比增加了49%,71%,均方根误差(RMSE)低31%,35%;其预报结果的平均绝对误差(MAE)减少25%,32%;SLSTM模型预测结果的RMSE均值、MAE均值均比传统LSTM模型、BP模型小.
文摘电离层总电子含量(Total Electron Content,TEC)的监测与预报是空间环境研究的重要内容,对卫星通讯和导航定位等有重要意义.TEC值影响因素较多,很难确定精确物理模型来对其进行预测.本文设计了基于注意力机制的LSTM模型(Att-LSTM),采用过去24小时TEC观测数据对未来TEC进行预测.选择北半球东经100°上,每2.5°纬度选择一个位置,共计36个位置来验证本文提出模型的性能,并与主流的深度学习模型如DNN、RNN、LSTM进行对比实验.取得了如下成果:(1)在选定的36个地区未来2小时单点预测上,基于本文的Att-LSTM模型的TEC预测性能明显优于其他对比模型;(2)讨论了纬度对Att-LSTM预测未来2小时TEC值时性能的影响,发现在北纬0°到60°之间,Att-LSTM预测性能随着纬度的升高而略有降低,在北纬62.5°~87.5°之间,模型预测性能出现扰动,预测效果略差;(3)讨论了磁暴期和磁静期模型的预测性能,发现无论是磁暴期还是磁静期,本文模型预测性能均较好;(4)还讨论了对未来多时点预测效果,实验结果表明,本文所提出的模型对未来2、4个小时的预测拟合度R-Square均超过0.95,预测结果比较可靠,对未来6、8、10个小时预测拟合度最高为0.7934,预测拟合度R-Square下降迅速,预测结果不可靠.
文摘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。
文摘利用球谐模型和中国地壳运动观测网络及IGS（International GNSS Service）基准站的GPS观测数据,分别计算了中国区域及全球电离层电子总含量（Total Electron Content,TEC）,采用了不同的统计分析方法,对汶川震中上空及邻近区域的TEC进行检查.结果发现：震前后一个星期,孕震区上空连续出现电离层异常扰动,其异常形态具有共轭结构,且呈现向磁赤道漂移趋势.
