在磁暴恢復(fù)相期間,地球同步軌道處能量大于2Me V的高能電子通量通常會(huì)有急劇的升高,這種現(xiàn)象被稱為高能電子通量增強(qiáng)事件。高能電子具有極強(qiáng)的穿透性,因此對(duì)在同步軌道運(yùn)行的衛(wèi)星而言,這類事件的發(fā)生將會(huì)構(gòu)成致命的威脅。在本文中,我們將深度學(xué)習(xí)方法中的長(zhǎng)短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)（Long short-term memory）應(yīng)用到了同步軌道高能電子通量的預(yù)報(bào)建模中。該模型使用預(yù)報(bào)日之前連續(xù)五天的歷史數(shù)據(jù)作為輸入,實(shí)現(xiàn)了對(duì)高能電子積分通量提前一天的預(yù)報(bào)。研究中構(gòu)造了兩類預(yù)報(bào)模型,一類是基于高能電子日積分通量的預(yù)報(bào)模型,另一類則是基于高能電子小時(shí)積分通量的預(yù)報(bào)模型。在第一類模型中,我們使用了GOES-8,GOES-10,GOES-11和GOES-13四顆衛(wèi)星觀測(cè)的高能電子通量數(shù)據(jù),選取的樣本時(shí)間跨度為1999年1月1日至2016年12月31日。其中,將1999年至2007年和2011年至2016年的數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練樣本,而將2008年至2010年的數(shù)據(jù)集劃分為測(cè)試樣本。除了將傳統(tǒng)的參量,包括太陽風(fēng)速度和地磁指數(shù),作為模型的輸入外,我們還首次將磁層頂日下點(diǎn)距離這一參數(shù)作為模型的驅(qū)動(dòng)因子。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在不同的樣本集... 

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景與意義
    1.2 高能電子通量的預(yù)報(bào)現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)
第2章 高能電子預(yù)報(bào)模型
    2.1 建模相關(guān)物理背景
        2.1.1 高能電子的觀測(cè)特征
        2.1.2 高能電子的來源觀點(diǎn)
        2.1.3 高能電子的加速及損失機(jī)制
    2.2 模型結(jié)果評(píng)價(jià)指標(biāo)
    2.3 線性濾波法
        2.3.1 早期的線性預(yù)測(cè)濾波模型
        2.3.2 改進(jìn)的REFM模型
    2.4 多元非線性擬合方法
        2.4.1 低能電子預(yù)報(bào)模型
        2.4.2 地磁脈動(dòng)預(yù)報(bào)模型
    2.5 基于物理方程的方法
    2.6 機(jī)器學(xué)習(xí)方法
        2.6.1 基于傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)報(bào)模型
        2.6.2 基于支持向量機(jī)的預(yù)報(bào)模型
    2.7 小結(jié)
第3章 深度學(xué)習(xí)建模方法
    3.1 深度學(xué)習(xí)背景
    3.2 時(shí)間序列建模
    3.3 深度學(xué)習(xí)方法
        3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)的循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        3.3.2 長(zhǎng)短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)
    3.4 安裝及調(diào)試環(huán)境
    3.5 小結(jié)
第4章 基于長(zhǎng)短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)的高能電子積分通量預(yù)報(bào)模型
    4.1 數(shù)據(jù)
        4.1.1 數(shù)據(jù)來源
        4.1.2 數(shù)據(jù)標(biāo)定
    4.2 統(tǒng)計(jì)分析
    4.3 相關(guān)性分析
    4.4 運(yùn)用LSTM循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)報(bào)高能電子通量
        4.4.1 基于日積分通量的預(yù)報(bào)模型結(jié)果分析
        4.4.2 基于小時(shí)積分通量的預(yù)報(bào)模型結(jié)果分析
    4.5 小結(jié)
第5章 結(jié)論和展望
    5.1 本研究的主要結(jié)論
    5.2 未來工作的展望
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]深度學(xué)習(xí)的昨天、今天和明天[J]. 余凱,賈磊,陳雨強(qiáng),徐偉.  計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2013(09)
[2]地球同步軌道高能電子通量預(yù)報(bào)方法研究[J]. 郭策,薛炳森,林兆祥.  空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[3]2010年4月地球同步軌道相對(duì)論電子增強(qiáng)事件分析[J]. 鄭金磊,鐘秋珍,陳良旭,劉四清,丁鑄.  空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2012(04)
[4]基于支持向量機(jī)方法的地球同步軌道相對(duì)論電子事件預(yù)報(bào)模型研究[J]. 王任重,師立勤.  空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
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[6]基于同步軌道區(qū)磁場(chǎng)對(duì)相對(duì)論電子通量的預(yù)報(bào)[J]. 芮磊,余鵬,趙華.  空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2011(02)
[7]利用地磁脈動(dòng)預(yù)報(bào)地球同步軌道相對(duì)論電子通量的方法研究[J]. 何甜,劉四清,薛炳森,程永宏,龔建村.  地球物理學(xué)報(bào). 2009(10)
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[9]磁層壓縮ULF湍流對(duì)電子的加速[J]. 李柳元,曹晉濱,周國(guó)成,劉振興.  空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2005(01)
[10]地球同步軌道高能電子增強(qiáng)事件預(yù)報(bào)方法[J]. 薛炳森,葉宗海.  空間科學(xué)學(xué)報(bào). 2004(04)

碩士論文
[1]基于經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)的地球同步軌道高能電子通量預(yù)報(bào)模型研究[D]. 李勝.中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心 2016
[2]內(nèi)輻射帶高能質(zhì)子分布及演化特征研究[D]. 秦慕榮.山東大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3708041