[发明专利]一种基于NARX的短期电离层预报方法及装置

权利要求书

1.一种基于NARX的短期电离层预报方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)从历史TEC数据文件中获得连续一段时间内的TEC格网数据；

(2)根据观测站的经纬度，通过双线性内插的方式获取该段时间内的单点TEC时间序列；

(3)建立NARX神经网络模型，利用TEC时间序列对NARX模型进行训练，输入参数包括TEC时间序列和外部时间参数的时间序列，输出为下一时刻的TEC预测值；表示为：

TEC(t)＝f(TEC(t-1)，...，TEC(t-n_d)，x(t-1)，...，x(t-n_d))

式中，TEC(t)表示网络模型输出的预测值，TEC(t-1)，TEC(t-2)，...，TEC(t-n_d)表示输入的TEC历史时间序列，x(t-1)，x(t-2)，...，x(t-n_d)表示输入的外部时间参数历史时间序列，f表示神经网络的非线性映射函数，n_d表示输入延迟阶数，h表示地方时，D表示年积日，S表示季节的虚拟变量，用1234表示春夏秋冬，t表示时刻；

(4)根据训练完成的NARX模型进行实时预测，获得未来时刻的TEC预测值。

2.根据权利要求1所述的基于NARX的短期电离层预报方法，其特征在于，所述步骤(1)中从IGS服务器下载历史TEC数据文件，获得连续120天的TEC格网数据；所述数据文件为GIM。

3.根据权利要求1所述的基于NARX的短期电离层预报方法，其特征在于，所述步骤(2)中根据观测站的经纬度，通过双线性内插的方式获取单点TEC时间序列，表示为：

式中，TEC(φ，λ)表示纬度为φ，经度为λ处的TEC，TEC(φ_i，λ_i)，(i＝0，1)表示在电离层格网文件中，内插点临近的4个格网点处的TEC值。

4.根据权利要求1所述的基于NARX的短期电离层预报方法，其特征在于，所述步骤(3)中NARX神经网络包括输入层、隐含层和输出层，其中隐含层数为1，隐含层节点数为20，节点激活函数选择tanh。

5.根据权利要求1所述的基于NARX的短期电离层预报方法，其特征在于，所述步骤(4)利用根据训练完成的NARX模型进行实时预测，获得未来时刻的TEC预测值，表示为：

式中，表示t+1时刻的预测TEC值。

6.一种基于NARX的短期电离层预报装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被加载至处理器时实现根据权利要求1-5任一项所述的基于NARX的短期电离层预报方法。