經(jīng)驗小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在電離層TEC短期預(yù)測中的應(yīng)用
發(fā)布時間:2021-04-10 14:54
針對電離層總電子含量(TEC)數(shù)據(jù)非線性、高噪聲的特點,將經(jīng)驗小波變換(EWT)應(yīng)用到此類的數(shù)據(jù)處理當(dāng)中,結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),基于分解-預(yù)測-疊加的思想建立EWT-BP組合預(yù)測模型。采用IGS提供的2010年電離層TEC數(shù)據(jù)進(jìn)行實驗,對比分析EWT-BP組合模型和單一模型的預(yù)測精度。結(jié)果表明,EWTBP組合模型能夠更好地反映電離層TEC的變化特征,組合模型TEC預(yù)測5 d內(nèi)的平均相對精度為93.2%,比單一模型的預(yù)報精度提高了3%。
【文章來源】:江西科學(xué). 2020,38(06)
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
3層BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
圖2為傅里葉頻譜劃分圖,信號的傅里葉頻譜自適應(yīng)被劃分N為個帶寬不等的頻帶Λn,Λn=[ωn-1,ωn],則有∪nN=1Λn=[0,π],ωn為各個頻帶之間的界限(ω0=0,ωN=π),以ωn為中心可以定義一個寬度為Tn=2τn的過渡區(qū)域,如圖2中陰影部分所示。根據(jù)劃分的頻帶Λn建立濾波器組,構(gòu)造經(jīng)驗小波,經(jīng)驗小波由經(jīng)驗尺度函數(shù)和經(jīng)驗小波函數(shù)組成[11]。經(jīng)驗尺度函數(shù)可表達(dá)為:
圖3為EWT-BP模型算法流程圖。將EWT算法應(yīng)用到電離層TEC數(shù)據(jù)處理當(dāng)中,首先利用EWT將不同位置處的TEC時間序列進(jìn)行分解,得到不同模態(tài)分量的子時間序列,再利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對不同分量進(jìn)行預(yù)測,預(yù)測結(jié)果疊加得到最終預(yù)測值。具體步驟如下。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電離層總電子含量預(yù)報[J]. 吉長東,王強(qiáng),沈祎凡,潘飛. 導(dǎo)航定位學(xué)報. 2018(04)
[2]基于EWT-ESN的短期風(fēng)電功率預(yù)測研究[J]. 王新友,李青,鄭少鵬. 太陽能學(xué)報. 2018(03)
[3]基于EMD-PSO-BP網(wǎng)絡(luò)模型的大壩變形預(yù)測[J]. 秦旭元,劉立龍,陳軍,陳發(fā)德,黃良珂,謝劭峰. 桂林理工大學(xué)學(xué)報. 2017(04)
[4]灰理論在電離層短期預(yù)報中的應(yīng)用[J]. 胡勇,張衡陽,劉蕓江. 計算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2014(11)
[5]利用EMD方法改進(jìn)電離層TEC預(yù)報模型[J]. 湯俊,姚宜斌,陳鵬,張順. 武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2013(04)
[6]利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)報短期電離層TEC變化[J]. 李淑慧,彭軍還,徐偉超,楊紅磊. 測繪科學(xué). 2013(01)
[7]時間序列與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合方法在電離層TEC預(yù)報中的應(yīng)用[J]. 陳必焰,戴吾蛟,蔡昌盛,匡翠林. 工程勘察. 2011(04)
[8]利用時間序列分析預(yù)報電離層TEC[J]. 陳鵬,姚宜斌,吳寒. 武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2011(03)
[9]震前電離層TEC異常擾動的研究[J]. 林劍,吳云,祝芙英. 武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2009(08)
[10]基于MATLAB的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)研究[J]. 徐遠(yuǎn)芳,周旸,鄭華. 微型電腦應(yīng)用. 2006(08)
博士論文
[1]基于GPS的電離層監(jiān)測及延遲改正理論與方法的研究[D]. 袁運(yùn)斌.中國科學(xué)院研究生院(測量與地球物理研究所) 2002
碩士論文
[1]電離層TEC預(yù)測模型的研究及應(yīng)用[D]. 毛文飛.東華理工大學(xué) 2018
[2]基于成分分解的自適應(yīng)濾波降噪方法研究[D]. 王瑩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]基于時間序列、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色和組合預(yù)測對電離層TEC的預(yù)測研究[D]. 張祿.南京信息工程大學(xué) 2012
本文編號:3129840
【文章來源】:江西科學(xué). 2020,38(06)
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
3層BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖
圖2為傅里葉頻譜劃分圖,信號的傅里葉頻譜自適應(yīng)被劃分N為個帶寬不等的頻帶Λn,Λn=[ωn-1,ωn],則有∪nN=1Λn=[0,π],ωn為各個頻帶之間的界限(ω0=0,ωN=π),以ωn為中心可以定義一個寬度為Tn=2τn的過渡區(qū)域,如圖2中陰影部分所示。根據(jù)劃分的頻帶Λn建立濾波器組,構(gòu)造經(jīng)驗小波,經(jīng)驗小波由經(jīng)驗尺度函數(shù)和經(jīng)驗小波函數(shù)組成[11]。經(jīng)驗尺度函數(shù)可表達(dá)為:
圖3為EWT-BP模型算法流程圖。將EWT算法應(yīng)用到電離層TEC數(shù)據(jù)處理當(dāng)中,首先利用EWT將不同位置處的TEC時間序列進(jìn)行分解,得到不同模態(tài)分量的子時間序列,再利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對不同分量進(jìn)行預(yù)測,預(yù)測結(jié)果疊加得到最終預(yù)測值。具體步驟如下。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]自回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電離層總電子含量預(yù)報[J]. 吉長東,王強(qiáng),沈祎凡,潘飛. 導(dǎo)航定位學(xué)報. 2018(04)
[2]基于EWT-ESN的短期風(fēng)電功率預(yù)測研究[J]. 王新友,李青,鄭少鵬. 太陽能學(xué)報. 2018(03)
[3]基于EMD-PSO-BP網(wǎng)絡(luò)模型的大壩變形預(yù)測[J]. 秦旭元,劉立龍,陳軍,陳發(fā)德,黃良珂,謝劭峰. 桂林理工大學(xué)學(xué)報. 2017(04)
[4]灰理論在電離層短期預(yù)報中的應(yīng)用[J]. 胡勇,張衡陽,劉蕓江. 計算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2014(11)
[5]利用EMD方法改進(jìn)電離層TEC預(yù)報模型[J]. 湯俊,姚宜斌,陳鵬,張順. 武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2013(04)
[6]利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)報短期電離層TEC變化[J]. 李淑慧,彭軍還,徐偉超,楊紅磊. 測繪科學(xué). 2013(01)
[7]時間序列與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組合方法在電離層TEC預(yù)報中的應(yīng)用[J]. 陳必焰,戴吾蛟,蔡昌盛,匡翠林. 工程勘察. 2011(04)
[8]利用時間序列分析預(yù)報電離層TEC[J]. 陳鵬,姚宜斌,吳寒. 武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2011(03)
[9]震前電離層TEC異常擾動的研究[J]. 林劍,吳云,祝芙英. 武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版). 2009(08)
[10]基于MATLAB的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)研究[J]. 徐遠(yuǎn)芳,周旸,鄭華. 微型電腦應(yīng)用. 2006(08)
博士論文
[1]基于GPS的電離層監(jiān)測及延遲改正理論與方法的研究[D]. 袁運(yùn)斌.中國科學(xué)院研究生院(測量與地球物理研究所) 2002
碩士論文
[1]電離層TEC預(yù)測模型的研究及應(yīng)用[D]. 毛文飛.東華理工大學(xué) 2018
[2]基于成分分解的自適應(yīng)濾波降噪方法研究[D]. 王瑩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]基于時間序列、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色和組合預(yù)測對電離層TEC的預(yù)測研究[D]. 張祿.南京信息工程大學(xué) 2012
本文編號:3129840
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/dqwllw/3129840.html
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