[發明專利]基于自相關不等間隔迭代法的電離層TEC單站預報方法

在審

• 申請號: 201810547363.5
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108733622A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 武業文;楊建偉;張太忠;金德君
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G06F17/11
• 分類號: G06F17/11;G06F17/18
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

本發明涉及一種基于自相關不等間隔迭代法的電離層TEC單站預報方法，該方法一方面采用分段預報的思想，將一個大的提前量分解成兩個或多個小提前量，最終達到減小預報誤差的目的；另一方面，采用電離層TEC的相對變化量作為預報量，這樣可有效減小較現有方法中電離層TEC為平穩隨機過程所帶來的影響，新預報量更為適用自相關分析法的預報，可以提高電離層TEC短期預報精度，為無線電導航通訊等無線電設備提高保障。

技術領域

本發明涉及一種基于自相關分段迭代法的電離層TEC單站預報方法，屬于電離層TEC預報領域。

背景技術

電離層的參數預報通常分為兩種：一種是長期預報，另一種是短期預報。長期預報的預報提前量一般為3個月以上，是指預測將來若干個月的電離層特性的平均情況。該措施是先建立各電離層月中值參量與其相應的表征太陽活動指數的相關關系，然后將預報的太陽活動指數代入相關方程，從而求得電離層參量，實現預報。針對foF2和M(3000)F2，在我國通常用以下兩種方法進行預測：1)CCIR方法：預測全球上述電離層特征參數的月中值，用ITU的CCIR340報告建議的方法，以R12為隨太陽活動周期變化的參量，并以foF2與R12線性相關為基礎。2)亞大方法：亞洲大洋洲部分區域上述特征參數的月中值的預測方法，它采用由重慶站的foF2導出的預報指數IC，在亞大地區，特別是中國區域，foF2與IC的相關性比foF2與R12的相關性更好，在此基礎上形成中國參考電離層CRI。

電離層短期預報則通常是對電離層參數進行提前1-3天的預報。因短期預報的實用性，且隨著研究的深入，短期預報備受關注。在電離層短期預報方面，有人利用自相關分析法首先對中國地區電離層foF2/TEC進行了短期預報，還有人提出了適用于全球電離層總電子含量TEC的預報方法，構建了中國電離層TEC現報模型等。其中，基于自相關法的電離層TEC預報方法，結合克里格插值方法，能形成一種適用于中國地區的電離層TEC短期預報方法(分為單站預報和區域重構兩部分),現已應用于國家氣象局空間天氣監測預警中心。不過該方案中，基于自相關方法的單站預報方案是制約其預報精度的重要原因之一,提高其預報精度將有利于整體預報精度的提高。

現有的基于自相關分析法的電離層TEC短期預報方法中，需假設電離層TEC為平穩隨機過程。在此基礎上獲得的結果顯示隨著預報提前量的增大，預報誤差非線性增大。

發明內容

本發明為了解決現有技術中存在的問題，提供一種可以提高電離層TEC短期預報精度的基于自相關不等間隔迭代法的電離層TEC單站預報方法。

為了達到上述目的，本發明提出的技術方案為：一種基于自相關不等間隔迭代法的電離層TEC單站預報方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、基于預報時刻前設定時間段的電離層TEC數據作為數據集，計算電離層TEC相對變化量的自相關系數；

步驟二、將預報提前量T拆分為若干間隔提前量T₁～T_m，m為間隔提前量個數，T₁～T_m均為預報量時間間隔的整數倍，且T₁～T_m的和等于T，至少一個間隔提前量與其他間隔提前量不同；

步驟三、進行提前T₁的預報，獲取電離層TEC的預報值，將提前T₁的預報值加入自相關系數計算的數據集，并再開展提前T₂的預報；

步驟四、將提前T₁和T₂的預報值加入自相關系數計算的數據集，然后進行提前T₃的預報，以此類推，直至進行提前T_m的預報，則提前T_m的預報結果即為提前量T的預報值。

對上述技術方案的進一步設計為：電離層TEC的相對變化量計算方法為：