基于時(shí)間序列、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色和組合預(yù)測(cè)對(duì)電離層TEC的預(yù)測(cè)研究.pdf

1、?1?目錄摘要?IAbstract?IllmMtm?l1.1工作主要背景?l1.2電離層簡(jiǎn)介?11.2.1電離層發(fā)現(xiàn)的歷史?11.2.2電離層探測(cè)手段?21.2.3電離層模型理論探索狀況?31.2.4電離層對(duì)通信以及導(dǎo)航定位的影響?41.3電離層物理研究近期成果?61.3.1各國(guó)在電離層天氣預(yù)報(bào)的工作?61.3.2電離層天氣預(yù)報(bào)?71.4總電子含量介紹?101.5本文要研究的內(nèi)容?11第二章電離層TEC的數(shù)據(jù)處理?132丄電離層TEC數(shù)

2、據(jù)獲取?132.1.1電離層單層模型及GPSTEC觀測(cè)方法?132.1.2電離層TEC數(shù)據(jù)處理?142.2電離層TEC數(shù)據(jù)的時(shí)序內(nèi)插?152.2.1自相關(guān)分析法原理?162.2.2內(nèi)插方法的形成及其插值誤差?162.3預(yù)測(cè)理論分析?182.3.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論介紹?182.3.2灰色系統(tǒng)理論介紹?252.3.3時(shí)間序列理論?27第三章時(shí)間序列對(duì)電離層TEC的預(yù)測(cè)研究?323.1時(shí)間序列模型建模思路?323.1.1ARIMA(pdq)建模思

3、想?323.2預(yù)測(cè)分析與討論?353.2.1實(shí)驗(yàn)過(guò)程?353.2.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果?353.2.3結(jié)果討論?383.3本章小結(jié)?39第四章人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)TEC的預(yù)測(cè)?404.1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型建模思路?404.2預(yù)測(cè)分析與討論?414.2.1實(shí)驗(yàn)過(guò)程?414.2.2實(shí)驗(yàn)過(guò)程?414.2.3結(jié)果討論?484.3本章小結(jié)?49第五章電離層TEC的灰色預(yù)測(cè)?505.1灰色預(yù)測(cè)模型建模思路?505.1.1?GM(11)模型建模原理?505.1.2?GM(

4、1，1)模型的適用范圍?51i摘要摘要電離層TEC是一個(gè)重要的電離層特征參數(shù)，時(shí)間和空間變化的無(wú)線通信，雷達(dá)，導(dǎo)航系統(tǒng)，特別是對(duì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)有很大的影響。目前，己有多種預(yù)測(cè)方法在各個(gè)領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用的電離層預(yù)報(bào)技術(shù)，許多學(xué)者已做了很多工作。在本文中，根據(jù)2010年德令哈電離層數(shù)據(jù)，使用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理方法，對(duì)中國(guó)德令哈地區(qū)電離層TEC預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了研究。首先對(duì)電離層TEC預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)處理和插值方法進(jìn)行了研究。對(duì)電離層TEC的原始數(shù)據(jù)，采用斜

5、向技術(shù)的數(shù)據(jù)，根據(jù)GPS接收站點(diǎn)密度使用不同的數(shù)據(jù)處理方法，得到各站垂直TEC的時(shí)序系列。對(duì)電離層TEC數(shù)據(jù)，接收器故障或其他原因所造成的缺值，用自相關(guān)方法進(jìn)行時(shí)間內(nèi)插，實(shí)現(xiàn)更高精度的插補(bǔ)，插補(bǔ)誤差和遺漏值的長(zhǎng)度都滿足了需要。論文對(duì)電離層TEC時(shí)間序列方法的預(yù)報(bào)進(jìn)行了研究。時(shí)間序列有很多的模型，對(duì)非平穩(wěn)時(shí)間序列需先進(jìn)行差分消除其趨勢(shì)，滿足平穩(wěn)條件后再進(jìn)行建模，即ARIMA模型，由于本文最后選定ARIMA模型對(duì)TEC值進(jìn)行預(yù)測(cè)。通過(guò)SAS

6、軟件進(jìn)行編程，用逆相關(guān)系數(shù)、自回歸系數(shù)、AIC，SBC指數(shù)等參數(shù)確定模型的各個(gè)參數(shù)，最后用得到的模型再用前11個(gè)月的數(shù)據(jù)對(duì)12月的TEC值進(jìn)行預(yù)測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿足預(yù)先要求。論文對(duì)電離層TEC神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測(cè)進(jìn)行了研究。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是對(duì)生物神經(jīng)系統(tǒng)的模仿。隨著時(shí)代的發(fā)展神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型也得到了發(fā)展，有眾多的模型，其中BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是最為常用的模型，體現(xiàn)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的精髓。本文采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)德令哈12月的TEC值進(jìn)行了預(yù)測(cè)。并且和ARIMA