申请/专利权人：中国科学院国家空间科学中心

申请日：2020-01-19

公开（公告）日：2024-03-12

公开（公告）号：CN113139327B

主分类号：G06F30/27

分类号：G06F30/27;G06N3/0442;G06N3/08;G01D21/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.12#授权;2021.08.06#实质审查的生效;2021.07.20#公开

摘要：本发明公开了一种基于GRU网络模型的电离层TEC单点预测方法，所述方法包括：对收集的电离层电子浓度总含量数据、太阳指数数据和地磁指数数据进行预处理；将预处理后的前5天的电离层电子浓度总含量、太阳指数数据和地磁指数数据输入预先训练好的电离层TEC预测模型组，输出第6天的电离层电子浓度总含量。本发明的方法通过长时间序列电离层电子浓度总含量、太阳活动指数、地磁指数的6个参数训练出基于GRU模型的单点电离层TEC预测模型，能够以较低的误差进行单点电离层TEC的预测。

主权项：1.一种基于GRU网络模型的电离层TEC单点预测方法，所述方法包括：对收集的电离层电子浓度总含量数据、太阳指数数据和地磁指数数据进行预处理；将预处理后的前5天的电离层电子浓度总含量、太阳指数数据和地磁指数数据输入预先训练好的电离层TEC预测模型组，输出第6天的电离层电子浓度总含量；所述对收集的电离层电子浓度总含量数据、太阳指数数据和地磁指数数据进行预处理，具体包括：将电离层电子浓度总含量数据解析成网格数据；按照经纬度将网格数据转换成时间序列格式，包含时间、经度、纬度、电离层电子浓度总含量；根据预先设定的经纬度网格点，提取网格点对应的电离层电子浓度总含量，时间分辨率插值为1小时；对太阳指数数据和地磁指数数据的异常值进行处理后，将网格点对应的电离层电子浓度总含量、太阳指数数据和地磁指数数据，整理为基于同一时间，时序格式的预处理数据；所述太阳指数数据具体包括：太阳活动大小标志SSN、太阳EUV辐射变化f10.7；所述地磁指数数据具体包括：行星际磁场南向分量Bz、全球地磁扰动等级Kp、描述磁暴期间环电流变化Dst、行星性等效三小时幅度ap和极区地磁指数AE；所述电离层TEC预测模型组包含若干个电离层TEC单点预测模型，每个电离层TEC单点预测模型对应一个纬度，均采用GRU网络结构，将包含电离层电子浓度总含量、行星际磁场南向分量Bz、全球地磁扰动等级Kp、描述磁暴期间环电流变化Dst、极区地磁指数AE和太阳EUV辐射变化f10.7的参数组合作为预测模型的输入参数，单点电离层TEC值作为预测模型的输出；所述方法还包括：对电离层TEC单点预测模型进行训练的步骤，具体包括：建立训练集；将训练集数据输入GRU网络，调整神经元个数、激活函数和学习率，进行训练，得到电离层TEC单点预测模型；所述建立训练集，具体包括：按照确定的纬度对收集的电离层电子浓度总含量、太阳指数数据和地磁指数数据进行挑选组合；将挑选后的参数组合数据转换为时序格式的候选数据；通过最大最小值归一化，将电离层电子浓度总含量数据归一化到0-1区间；对候选数据进行滑动切分，每6天为一个片段，前5天的数据为一个训练样本数据，第6天的数据为训练期望数据，得到该纬度的训练样本，构成训练集。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学院国家空间科学中心 一种基于GRU网络模型的电离层TEC单点预测方法及系统

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