[发明专利]基于自相关不等间隔迭代法的电离层TEC单站预报方法

说明书

本发明涉及一种基于自相关不等间隔迭代法的电离层TEC单站预报方法，该方法一方面采用分段预报的思想，将一个大的提前量分解成两个或多个小提前量，最终达到减小预报误差的目的；另一方面，采用电离层TEC的相对变化量作为预报量，这样可有效减小较现有方法中电离层TEC为平稳随机过程所带来的影响，新预报量更为适用自相关分析法的预报，可以提高电离层TEC短期预报精度，为无线电导航通讯等无线电设备提高保障。

技术领域

本发明涉及一种基于自相关分段迭代法的电离层TEC单站预报方法，属于电离层TEC预报领域。

背景技术

电离层的参数预报通常分为两种：一种是长期预报，另一种是短期预报。长期预报的预报提前量一般为3个月以上，是指预测将来若干个月的电离层特性的平均情况。该措施是先建立各电离层月中值参量与其相应的表征太阳活动指数的相关关系，然后将预报的太阳活动指数代入相关方程，从而求得电离层参量，实现预报。针对foF2和M(3000)F2，在我国通常用以下两种方法进行预测：1)CCIR方法：预测全球上述电离层特征参数的月中值，用ITU的CCIR340报告建议的方法，以R12为随太阳活动周期变化的参量，并以foF2与R12线性相关为基础。2)亚大方法：亚洲大洋洲部分区域上述特征参数的月中值的预测方法，它采用由重庆站的foF2导出的预报指数IC，在亚大地区，特别是中国区域，foF2与IC的相关性比foF2与R12的相关性更好，在此基础上形成中国参考电离层CRI。

电离层短期预报则通常是对电离层参数进行提前1-3天的预报。因短期预报的实用性，且随着研究的深入，短期预报备受关注。在电离层短期预报方面，有人利用自相关分析法首先对中国地区电离层foF2/TEC进行了短期预报，还有人提出了适用于全球电离层总电子含量TEC的预报方法，构建了中国电离层TEC现报模型等。其中，基于自相关法的电离层TEC预报方法，结合克里格插值方法，能形成一种适用于中国地区的电离层TEC短期预报方法(分为单站预报和区域重构两部分),现已应用于国家气象局空间天气监测预警中心。不过该方案中，基于自相关方法的单站预报方案是制约其预报精度的重要原因之一,提高其预报精度将有利于整体预报精度的提高。

现有的基于自相关分析法的电离层TEC短期预报方法中，需假设电离层TEC为平稳随机过程。在此基础上获得的结果显示随着预报提前量的增大，预报误差非线性增大。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种可以提高电离层TEC短期预报精度的基于自相关不等间隔迭代法的电离层TEC单站预报方法。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：一种基于自相关不等间隔迭代法的电离层TEC单站预报方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、基于预报时刻前设定时间段的电离层TEC数据作为数据集，计算电离层TEC相对变化量的自相关系数；

步骤二、将预报提前量T拆分为若干间隔提前量T₁～T_m，m为间隔提前量个数，T₁～T_m均为预报量时间间隔的整数倍，且T₁～T_m的和等于T，至少一个间隔提前量与其他间隔提前量不同；

步骤三、进行提前T₁的预报，获取电离层TEC的预报值，将提前T₁的预报值加入自相关系数计算的数据集，并再开展提前T₂的预报；

步骤四、将提前T₁和T₂的预报值加入自相关系数计算的数据集，然后进行提前T₃的预报，以此类推，直至进行提前T_m的预报，则提前T_m的预报结果即为提前量T的预报值。

对上述技术方案的进一步设计为：电离层TEC的相对变化量计算方法为：