[发明专利]一种基于ELM的区域电离层延迟实时建模方法

权利要求书

1.一种基于ELM的区域电离层延迟实时建模方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)通过CORS站获得卫星信号穿刺点的经纬度坐标和电离层垂直向总电子含量观测值，此观测值作为该穿刺点VTEC真值，记为VTEC_true，以此求解电离层球谐函数模型参数，建立区域电离层球谐函数模型；

(2)获得球谐函数模型参数后，通过区域球谐函数模型求解各穿刺点的垂直向总电子含量，称作VTEC模型值，记为VTEC_SH，将VTEC真值与模型值作差得到模型值残差，记为Error_SH；

(3)将穿刺点日固经度和纬度坐标、球谐函数模型自变量参数、VTEC模型值作为输入参数，VTEC模型值残差作为输出参数，构建学习样本对ELM模型进行训练；

(4)利用训练好的ELM模型对整个区域的球谐函数模型残差进行实时补偿，获得球谐函数模型残差预测值，记为Pred_SH，结合球谐函数模型值VTEC_SH得到最终的VTEC预测值，记为VTEC_ELM-SH；

步骤(1)中的方法具体如下：

(1.1)根据CORS站的位置信息与卫星信号观测数据，利用相位平滑伪距方法求得电离层垂直向总电子含量VTEC_true；

(1.2)获得VTEC_true、穿刺点的日固经度s、穿刺点纬度然后根据最小二乘法则求解球谐函数模型参数A_nm、B_nm，表示为：

其中，s＝λ-λ₀为穿刺点的日固经度，λ为穿刺点的经度，λ₀为太阳经度，为维度；n_max为球谐函数展开的最高阶数；P_nm是勒让德函数，是完全规格化后的n阶m次的勒让德函数，N_nm为归化函数，即：

δ_0m为Kronecker型的δ函数：

所述步骤(1)中设球谐函数模型公式最大阶数n_max＝2，得到球谐函数模型展开式，待求解的模型参数A_nm、B_nm表示为A_0，0，A_1，0，A_1，1，A_2，0，A_2，1，A_2，2，B_1，1，B_2，1，B_2，2，其中，球谐函数模展开式为：

将以上展开二阶式的9个自变量参数：

依次采用a，b，c，d，e，f，g，h，i表示，得到：

VTEC_true＝aA_0，0+bA_1，0+cA_1，1+dB_1，1+eA_2，0+fA_2，1+gB_2，1+hA_2，2+iB_2，2；

所述步骤(2)中使用，通过已知的球谐函数模型参数A_0，0，A_1，0，A_1，1，A_2，0，A_2，1，A_2，2， B_1，1，B_2，1，B_2，2和穿刺点经纬度坐标，求解各穿刺点的VTEC模型值VTEC_SH和模型值残差Error_SH，表示为：

VTEC_SH＝aA_0，0+bA_1，0+cA_1，1+dB_1，1+eA_2，0+fA_2，1+gB_2，1+hA_2，2+iB_2，2

Error_SH＝VTEC_True-VTEC_SH

式中，VTEC_SH表示球谐函数模型值，Error_SH表示球谐函数模型残差。