[發(fā)明專利]一種基于BP?多項式模型融合的區(qū)域電離層垂直總電子含量建模方法

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• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN107085626A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發(fā)明（設計）人: 胡伍生;韓理想;孫博;張良
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06N3/02;G01S19/07
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種基于BP-多項式模型融合的區(qū)域電離層垂直總電子含量建模方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：獲取區(qū)域觀測點的穿刺點地理經緯度信息和電離層垂直總電子含量信息，并通過將已獲取的數據轉換獲得太陽時角差、地磁緯度和地方時信息；

S2：構建多項式模型并對電離層垂直總電子含量信息進行建模，獲取多項式模型值和相應的模型殘差值；

S3：構建BP神經網絡誤差補償模型；

S4：利用BP神經網絡誤差補償模型對多項式模型擬合的電離層垂直總電子含量殘差進行預報，從而對多項式模型進行補償。

2.根據權利要求1所述的基于BP-多項式模型融合的區(qū)域電離層垂直總電子含量建模方法，其特征在于：所述步驟S1中，區(qū)域觀測點的穿刺點地理經度和緯度信息分別通過式(1)、式(3)得到：

式(1)中，λ_i為區(qū)域觀測點的穿刺點地理經度，λ₀為測站接收機的地理經度，Ψ_pp為地心張角，如式(2)所示，A為衛(wèi)星方位角，為區(qū)域觀測點的穿刺點地理緯度；

式(2)中，E為衛(wèi)星高度角，R為地球半徑，H為電離層單層模型的等效高度；

式(3)中，為測站接收機的地理緯度。

3.根據權利要求1所述的基于BP-多項式模型融合的區(qū)域電離層垂直總電子含量建模方法，其特征在于：所述步驟S1中，太陽時角差、地磁緯度和地方時分別通過式(4)、(5)和(6)得到：

ΔS＝(λ-λ₀)+(t-t₀) (4)

式(4)中，ΔS為太陽時角差，λ為穿刺點經度，λ₀為測站接收機的地理經度，t為觀測時刻點，t₀為建模時間段的中間時刻點；

式(5)中，為地磁緯度，為的地理南極的緯度，為區(qū)域觀測點的穿刺點地理緯度，λ_i為區(qū)域觀測點的穿刺點地理經度，λ_S為地理南極S的經度；

τ＝UTC+λ/15° (6)

式(6)中，τ為地方時，UTC為協(xié)調世界時。

4.根據權利要求1所述的基于BP-多項式模型融合的區(qū)域電離層垂直總電子含量建模方法，其特征在于：所述步驟S2中，多項式模型如式(7)所示：

式(7)中，VTEC為垂直總電子含量，a_i,j和b_0k為多項式模型的待定系數，i＝0～2，j＝0～2，k＝1～5，ΔS為太陽時角差，為穿刺點距離區(qū)域中心緯度的緯度差，為地磁緯度，τ為地方時。

5.根據權利要求1所述的基于BP-多項式模型融合的區(qū)域電離層垂直總電子含量建模方法，其特征在于：所述步驟S3中，BP神經網絡誤差補償模型為6×P×1的三層網絡結構，其中，輸入層的6個參數分別為：穿刺點處的地理緯度、地理經度、地磁緯度、測站處的太陽時角、測站處的地方時和多項式模型計算出的模型值；輸出層為多項式模型值與真值的殘差。