發(fā)布時間：2022-02-09 09:22

　　總電子含量（TEC）變化指數(shù)（ROTI）可以作為電離層閃爍的有效指標,特別是在低緯度和高緯度地區(qū)。準確預(yù)測ROTI對減少電離層閃爍對地球觀測系統(tǒng)（如全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）的影響至關(guān)重要;然而,由于電離層的復(fù)雜性,現(xiàn)有的方法很難對ROTI進行高精度的預(yù)測。所以需要對電離層閃爍進行進一步的研究,以期實現(xiàn)電離層閃爍的高精度預(yù)測。本文在分析了北半球高緯度地區(qū)電離層閃爍的時空特性之后,研究了深度學(xué)習(xí)方法預(yù)測北半球高緯度加拿大地區(qū)ROTI的可能性,包括:單站預(yù)測和區(qū)域多站預(yù)測兩種模式。通過大數(shù)據(jù)驅(qū)動方法對有著周期性變化的電離層閃爍進行建模和預(yù)測。實驗結(jié)果表明,深度學(xué)習(xí)方法長短期記憶網(wǎng)絡(luò)（Long Short-Term Memory Network,LSTM）對北半球高緯度單站的ROTI指數(shù)進行半小時內(nèi)的短期預(yù)報,準確率均為90%以上,總技能得分（Total Skill Score,TSS）指數(shù)在0.17以上。其中,預(yù)測未來5分鐘的閃爍準確率達94%以上,TSS指數(shù)在0.5以上。LSTM模型在太陽活動高發(fā)、地磁暴期間同樣具有較好的預(yù)測能力。深度學(xué)習(xí)方法人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Artificial Neural N... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

緩慢太陽風(fēng)周圍的帕克螺旋

碩士學(xué)位論文10事件改變了局部磁常顧名思義，磁力線相互連接，導(dǎo)致一條磁力線上的等離子體粒子現(xiàn)在可以訪問以前無法訪問的磁力線。圖2-2磁場重聯(lián)事件的圖示。箭頭表示磁力線的方向，不同的顏色表示不同的磁區(qū)[69]Figure2-2Illustrationofamagneticreconnectionevent.Arrowsshowthedirectionofthemagneticfieldlines.Differentcolorsdepictdifferentmagneticregions[69]磁重聯(lián)是一個關(guān)鍵的過程，因為它使帶電粒子有可能穿越到它們以前無法到達的區(qū)域，例如在這種情況下，它們從行星際空間進入地球的磁層，最終到達電離層。雖然這很重要，但人們對磁重聯(lián)的認識還不完全[71]。太陽驅(qū)動太陽風(fēng)，太陽風(fēng)由IMF組成并被凍結(jié)在沿磁力線運動的等離子體中。在適當?shù)臈l件下，當太陽風(fēng)到達地球時，IMF和地磁場重新連接起來，等離子體粒子位于連接太陽和地球的磁力線上。下一步是研究磁層內(nèi)等離子體和磁力線的運動。2.1.5Dungey循環(huán)Dungey循環(huán)是一個模型，描述了在太陽風(fēng)和與之相連的行星際磁場的影響下，地球周圍的磁力線是如何變化和移動的。首次由J.W.Dungey于1962年提出，它已被證明是近地空間磁地形的近似模型[72]。圖2-3顯示了Dungey循環(huán)的簡單示例。太陽在地球的黃昏側(cè)視圖的左邊。這些數(shù)字對應(yīng)于磁力線運動中的時間步，這意味著第二行將是第一行在某個時間之后的位置。帶撇的數(shù)字是南半球?qū)?yīng)的場線。底部的小圓圈是從地球的黃昏側(cè)俯瞰北極地區(qū)的景色。它顯示了與地球相連的磁力線的基點，以及帶有箭頭指示方向的模擬等離子體流。圖中這部分的小圓圈中的數(shù)字對應(yīng)于沿場線的數(shù)字。當超音速太陽風(fēng)接近地球時，它在弓形激波處減速。在超音速氣流中的任何障礙物前面都可以發(fā)現(xiàn)弓形激波，它定義了由于偏離其原始路徑而使氣流從超音速減

Dungey循環(huán)的圖示，出自KivelsonandRussell（1996）[69]

【參考文獻】：
期刊論文
[1]麥克斯韋方程組與電磁波傳播規(guī)律[J]. 晏子悅.  南方農(nóng)機. 2018(24)
[2]聯(lián)合MW組合法及改進電離層殘差法的周跳探測新方法[J]. 陳猛,李建文,陳星宇,魏絨絨,劉科.  全球定位系統(tǒng). 2016(04)
[3]基于South Pole站和McMurdo站的極區(qū)電離層閃爍統(tǒng)計特性[J]. 李鵬輝,胡紅橋,方涵先,劉瑞源,楊升高.  極地研究. 2016(01)
[4]行星際磁重聯(lián)的觀測與研究[J]. 黃錦,馮恒強,劉煜.  天文學(xué)進展. 2015(03)
[5]基于載波相位平滑偽距的電離層延遲量計算[J]. 張非非,胡健,佘兆宇,祝爭艷.  勘察科學(xué)技術(shù). 2014(04)
[6]桂林地區(qū)GPS電離層閃爍特征分析[J]. 祁威,鄒玉華.  桂林電子科技大學(xué)學(xué)報. 2012(06)
[7]極區(qū)電離層電導(dǎo)率的冬季異常行為研究[J]. 胡光明,馬�？�.  價值工程. 2012(23)
[8]電離層閃爍對GPS系統(tǒng)定位性能的影響研究[J]. 劉鈍,馮健,鄧忠新,甄衛(wèi)民.  電波科學(xué)學(xué)報. 2010(04)
[9]電離層閃爍對全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）的定位影響分析[J]. 劉鈍,馮健,鄧忠新,甄衛(wèi)民.  全球定位系統(tǒng). 2009(06)
[10]GPS電離層閃爍實時監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 李國主,寧百齊,袁洪.  電波科學(xué)學(xué)報. 2005(06)

博士論文
[1]行星際背景太陽風(fēng)的三維磁流體力學(xué)數(shù)值模擬[D]. 楊子才.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心) 2018
[2]極區(qū)粒子沉降能量變化及其形成機制研究[D]. 周蘇.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
[3]磁流體力學(xué)方程組和chemotaxis-Navier-Stokes方程組的漸近極限[D]. 張志朋.南京大學(xué) 2018
[4]中低緯電離層不規(guī)則體及閃爍特性研究[D]. 周彩霞.西安電子科技大學(xué) 2014
[5]太陽風(fēng)擾動的地磁響應(yīng)與空間環(huán)境應(yīng)用模式集成[D]. 鄒自明.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[6]電離層對電波傳播影響的相關(guān)問題研究[D]. 馬�？�.西安電子科技大學(xué) 2013
[7]中國中低緯電離層閃爍監(jiān)測、分析與應(yīng)用研究[D]. 李國主.中國科學(xué)院研究生院（武漢物理與數(shù)學(xué)研究所） 2007

碩士論文
[1]北半球高緯度地區(qū)電離層閃爍特性研究[D]. 王格.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2019
[2]基于機器學(xué)習(xí)的電離層總電子含量經(jīng)驗預(yù)報模型[D]. 袁天嬌.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心) 2017
[3]基于GNSS數(shù)據(jù)的極區(qū)電離層閃爍監(jiān)測及建模研究[D]. 潘麗靜.中國民航大學(xué) 2015
[4]利用全球磁層MHD模型研究行星際磁場對地球磁層的影響[D]. 鞏賀.南京信息工程大學(xué) 2012
[5]電離層GPS閃爍與不均勻體強度初步預(yù)報[D]. 呂新科.西安電子科技大學(xué) 2010



本文編號：3616763