針對(duì)電離層垂直總電子含量（vertical total electron content,VTEC）具有非平穩(wěn)和季節(jié)性變化的特性,結(jié)合經(jīng)驗(yàn)正交分解（empirical orthogonal function,EOF）能夠?qū)Ψ瞧椒�(wěn)時(shí)間序列進(jìn)行簡(jiǎn)化和剔除冗余信息的優(yōu)勢(shì),探索聯(lián)合EOF和自回歸移動(dòng)平均模型（autoregressive integrated moving average, ARIMA）作為FOE-ARIMA,對(duì)中國(guó)地區(qū)電離層VTEC進(jìn)行短期預(yù)報(bào),可以為VTEC的預(yù)測(cè)提供一種新型的、高精度、可靠的預(yù)測(cè)方法,以提升預(yù)測(cè)電離層延遲精度。采用國(guó)際GNSS服務(wù)（international GNSS service,IGS）中心提供的中國(guó)地區(qū)電離層格網(wǎng)數(shù)據(jù)（global ionospheric maps,GIM）,對(duì)不同季節(jié)前10 d GIM數(shù)據(jù)進(jìn)行EOF分解,使用ARIMA模型對(duì)主分量進(jìn)行預(yù)報(bào),通過(guò)重構(gòu)獲取未來(lái)5 d的VTEC,并將EOF-ARIMA模型預(yù)報(bào)結(jié)果與ARIMA模型進(jìn)行對(duì)比、分析。結(jié)果表明:EOF-ARIMA模型平均相對(duì)精度為83.3%,平均標(biāo)準(zhǔn)差為3.51 TECu,較A... 

【文章來(lái)源】：科學(xué)技術(shù)與工程. 2020,20(30)北大核心

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【部分圖文】：

中國(guó)地區(qū)格網(wǎng)點(diǎn)分布

由于4個(gè)季節(jié)的季節(jié)VTEC平均值存在一定的差異,不宜直接使用標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行精度評(píng)估。因此,為更好地反映模型的預(yù)報(bào)精度,采用標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)(標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)=季節(jié)平均標(biāo)準(zhǔn)差/季節(jié)VTEC平均值)作為精度指標(biāo),標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)越高表明預(yù)報(bào)的精度越低。由表1可知,EOF-ARIMA模型4個(gè)季節(jié)的平均相對(duì)精度均高于80%,在冬季的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)最高,為13.40%;ARIMA模型4個(gè)季節(jié)的平均相對(duì)精度高于70%,在春季的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)最高,為15.77%,其在秋季的預(yù)報(bào)精度低于其他季節(jié),說(shuō)明在中國(guó)地區(qū)的VTEC短期預(yù)報(bào)中,EOF-ARIMA模型較ARIMA模型具有更高的預(yù)報(bào)精度和穩(wěn)定性。由表2可知,在相同季節(jié)中,EOF-ARIMA模型的相對(duì)精度和標(biāo)準(zhǔn)差均保持在同一預(yù)測(cè)精度上,比ARIMA模型更穩(wěn)定,進(jìn)一步說(shuō)明EOF-ARIMA模型在中國(guó)地區(qū)VTEC短期預(yù)報(bào)中具有更好的穩(wěn)定性�？傊�,EOF-ARIMA模型在中國(guó)地區(qū)預(yù)報(bào)VTEC的平均相對(duì)精度為83.3%,平均標(biāo)準(zhǔn)差為3.51 TECu,在不同的季節(jié)中均能保持良好的穩(wěn)定性,說(shuō)明在ARIMA模型中引入EOF分解能改善ARIMA模型的VTEC短期預(yù)報(bào)精度。圖3 25°N,115°E格網(wǎng)點(diǎn)VTEC

35°N,105°E格網(wǎng)點(diǎn)VTEC

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于EOF與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隧道變形監(jiān)測(cè)方法研究[D]. 吳玉苗.西南交通大學(xué) 2014



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