改進(jìn)極移預(yù)報(bào)的研究.pdf

1、高精度的地球定向參數(shù)(EOP)具有重要的科學(xué)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。EOP是天球參考框架和地球參考框架之間轉(zhuǎn)換的必要條件;同時(shí)，深空探測(cè)和衛(wèi)星導(dǎo)航等領(lǐng)域?qū)OP的預(yù)報(bào)值呈現(xiàn)出日益增長(zhǎng)的需求。
　　現(xiàn)代測(cè)地技術(shù)(VLBI，GPS，SLR等)是獲取EOP的主要手段，但是由于復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理過(guò)程，獲取EOP往往存在時(shí)間延遲。為了滿足EOP使用的實(shí)時(shí)性需求，國(guó)內(nèi)外廣泛開(kāi)展了EOP預(yù)報(bào)的相關(guān)研究。目前，EOP中的UT1-UTC、日長(zhǎng)變化和歲差章動(dòng)

2、模型都取得了較為實(shí)用的預(yù)報(bào)成果。但是在極移預(yù)報(bào)方面，由于其自身激發(fā)機(jī)理的復(fù)雜性，預(yù)報(bào)結(jié)果并不很理想。因此，作為EOP預(yù)報(bào)的重要組成部分，極移預(yù)報(bào)是一項(xiàng)值得深入研究的工作。
　　本文主要進(jìn)行改進(jìn)極移預(yù)報(bào)的相關(guān)研究，主要從兩方面著手，一是改進(jìn)模型的預(yù)報(bào)，主要改善神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中最新的一種模型——最小二乘支持向量機(jī);二是完善物理建模的預(yù)報(bào)，引入大氣、海洋激發(fā)源。
　　主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)將最小二乘支持向量機(jī)應(yīng)用于極移序列

3、的預(yù)報(bào)中。地球定向參數(shù)包含復(fù)雜的非線性因素，應(yīng)用非線性模型進(jìn)行預(yù)報(bào)是較好的選擇途徑之一。本文將新的機(jī)器學(xué)習(xí)模型——最小二乘支持向量機(jī)應(yīng)用于極移預(yù)報(bào)，該模型能夠更好的處理包含非線性因素的數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了將該模型應(yīng)用于極移預(yù)報(bào)中具有可行性和有效性。
　　(2)由于單一模型對(duì)于極移殘差序列預(yù)報(bào)的改善有限。GM(1，1)因具有簡(jiǎn)單有效，易于編程實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于預(yù)測(cè)領(lǐng)域。但是該模型適合短期預(yù)報(bào)。本文嘗試將最小二乘支持向量機(jī)和GM(

4、1，1)模型的組合模型應(yīng)用于極移殘差序列的預(yù)報(bào)中。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了該組合模型對(duì)1-10天的超短期預(yù)報(bào)精度有改善。
　　(3)將經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸鈶?yīng)用到極移短期預(yù)報(bào)中?？紤]到極移包含的高頻信號(hào)對(duì)于極移短期預(yù)報(bào)有阻礙作用。經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸饽軌虺浞直Ａ粜盘?hào)本身?yè)碛械姆瞧椒€(wěn)和非線性特征;具有自適應(yīng)能力強(qiáng);對(duì)信號(hào)類型沒(méi)有限制等特點(diǎn)。本文采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸鈱?duì)極移序列進(jìn)行分解，去除高頻信號(hào)，然后基于最小二乘外推模型和最小二乘支持向量機(jī)模型的組合模型對(duì)去除高頻

5、信號(hào)的重構(gòu)極移序列進(jìn)行1-30天的短期預(yù)報(bào)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，將該模型應(yīng)用到極移短期預(yù)報(bào)具有可行性，預(yù)報(bào)精度有明顯改善。
　　(4)考慮大氣、海洋和極移具有相關(guān)性，將大氣和海洋角動(dòng)量x1、x2序列通過(guò)積分轉(zhuǎn)換到極移域中，獲得由大氣、海洋激發(fā)的極移序列;在預(yù)報(bào)模型中分別加入這兩個(gè)激發(fā)序列。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，加入激發(fā)的極移序列以后，預(yù)報(bào)精度有改善。
　　同時(shí)，考慮大氣和海洋角動(dòng)量既有方向又有大小，首次將大氣和海洋角動(dòng)量看作矢量，進(jìn)行矢量