基于IRI-2016數(shù)據(jù),通過深度學(xué)習(xí)建立了電離層Keras神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。經(jīng)測試,Keras神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型與IRI-2016模型具有同等精度。將Keras神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型應(yīng)用于Jason-2衛(wèi)星高度計(jì)的電離層電子含量觀測,對Jason-2雙頻觀測值進(jìn)行多項(xiàng)式擬合并與Keras模型值進(jìn)行比對,結(jié)果表明:二者平均電子含量均方根誤差為4.46 TECU;平均相關(guān)系數(shù)為0.75;將總電子含量的均方根差值換算成Ku波段的傳輸延遲值為8.5 mm,對于測高精度在厘米級別的衛(wèi)星高度計(jì),該誤差在可接受范圍內(nèi)。電離層Keras神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型可以擴(kuò)展IRI模型的使用范圍,方便快捷,也有效地避免了IRI復(fù)雜繁瑣的分層積分算法。該模型可應(yīng)用于單頻衛(wèi)星高度計(jì)的電離層延遲誤差校正。 

【文章來源】：海洋技術(shù)學(xué)報. 2020,39(02)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

IRI數(shù)據(jù)獲取原理圖

對比Jason-2與IRI-2016的TEC值，必須首先進(jìn)行時間和空間信息的匹配。將Jason-2數(shù)據(jù)中的時間，經(jīng)度、緯度、高度信息依次輸入到網(wǎng)絡(luò)獲取軟件的POST請求當(dāng)中，這樣就可以得到時間和位置完全匹配的兩列TEC數(shù)據(jù)。按時間排序的兩列TEC數(shù)值分布見圖2所示。從圖2可以看出，Jason-2繞地球每一圈，其觀測到的與地面之間的總電子總量具有周期性，反映了地面固定位置電離層分布的日周期性，而IRI-2016模型值表現(xiàn)出與Jason-2觀測值較強(qiáng)的分布一致性。

圖3為Keras神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)示意圖，將前述輸入?yún)⒘孔鳛檩斎雽樱x擇合適的激活函數(shù)以及模型的優(yōu)化器將各層數(shù)據(jù)輸入訓(xùn)練。模型的層數(shù)以及各層的節(jié)點(diǎn)數(shù)需要不斷地訓(xùn)練調(diào)整，直到損失達(dá)到最小及梯度不再下降，進(jìn)而固定各層參數(shù)，完成模型的建立。本文全鏈接采用6層網(wǎng)絡(luò)，前5層的激活函數(shù)均為“relu”，最后一層采用“l(fā)inear”。在隱含層選用“relu”是因?yàn)樗哂腥缦聝?yōu)點(diǎn)：克服梯度消失的問題與加快訓(xùn)練速度。最后選用“l(fā)inear”線性激活函數(shù)，為了補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)輸出結(jié)果的線性偏置[11]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3485013