机器学习_Ionosphere Data Set(电离层数据集)
一种改进Elman神经网络的电离层TEC预报方法
电离层作为日地空间环境的重要组成部分，是 地球髙空大气层中的电离区域，其主要分布在距地
面约60〜1 000 km的范围内。研究表明，电离层产
生的异常扰动会对无线电通信系统、卫星导航定位 系统、雷达探测系统等电波信号的传播产生重要的 影响因此,进行电离层活动状态的监测与研究 有助于降低空间环境异常对人类生活的影响 。作 为表征电离层特征的一个量化指标，对电离层总电
值;N为总的TEC观测值个数。将TEC原始序列
利用式(1)构造出一个Hankel矩阵A，其中m，n分
别为矩阵的行数与列数并满足"&2，m&2，n&m，
m+n—1 = N的要求。
x (1 ) x (2 ) …••
x(n) *
x (2 ) A=
x (3 )
•• x( ' 1)
x(m) x(m'1) • •- x(m + n 一 1)(1)
• 10 •
测绘工程
第30卷
精度#7$。然而越来越多的研究表明，传统OP神经 网络在数据训练过程中极易陷入局部最小值的“死 循环”中，进而避开真正的最优值，在模型的稳定性 上也存在不足。另一方面，由于电离层TEC具有 非线性、非平稳性及非周期性等特点，使得其原始
数据序列规律复杂多变9(因此有必要对TEC原
Elman神经网络的空间结构#1*3$,定义第k步系 统的实际输出若为W(k),式(5)可用来表示Elman
网络的目标函数。
E(k) = +()：(%) —)(k))T()：(k) —)(k)).
5( )
第4期
周强波:一种改进Elman神经网络的电离层TEC预报方法
・11・
根据梯度下降算法2分别计算E(k)对 的
国际参考电离层模型
国际参考电离层模型国际参考电离层模型（International Reference Ionosphere，IRI）是国际电离层科学联合会（International Union of Radio Science，URSI）提出的标准化电离层参数模型。
它是一个计算机程序，可以根据地区、时间和太阳活动水平等变量，预测电离层的各种物理量，如电子密度、电离度、总电子含量等。
IRI在地球科学和无线电通讯等领域广泛应用。
IRI的发展历史可以追溯至上世纪50年代初。
当时，无线电通讯的发展迫切需要可靠的电离层参数模型。
该模型由一组在电离层物理学及电离层测量领域具有丰富经验的科学家开发。
自1978年以来，IRI的版本更新不断，现在已经发展成为全球通用的电离层参数模型。
IRI的计算基于地球表面的任意经度和纬度。
它的输入参数包括地球表面的位置、天顶角、季节、太阳活动指数和月相等。
此外，用户还可以自己输入一些其他特定的参数，如太阳风速度、太阳能量谱等。
IRI的输出包括电离层的密度、电离度和总电子含量等重要参数。
这些参数对于电离层通信、导航、遥感等应用至关重要。
例如，积累的总电子含量可以用于定位和导航系统，电离度等参数可以用于无线电通讯系统实时网络调整。
然而，IRI并不是一个完美的模型。
在某些特定情况下，它的预测可能会与实际情况不符。
例如，当太阳活动高时，电离层的垂直延迟可能会比IRI预测的值更大。
因此，用户需要谨慎使用IRI的输出结果，并在必要时结合实际情况进行调整。
总的来说，IRI是一个重要的电离层参数模型，它在无线电通讯、导航、遥感等领域中具有广泛应用。
随着数据源和模型算法的不断改善，IRI的预测精度将会不断提高。
全球实时电离层模型精度分析--以CAS、CNES、NRCan及UPC产品为例
全球实时电离层模型精度分析--以CAS、CNES、NRCan及UPC产品为例张研;王宁波;李子申;刘昂;李昂【期刊名称】《大地测量与地球动力学》【年(卷),期】2022(42)10【摘要】分析中国科学院(CAS)、法国国家空间研究中心(CNES)、加拿大自然资源部大地测量局(NRCan)和加泰罗尼亚理工大学(UPC)2021-01~08的全球实时电离层格网(RT-GIM)产品的精度。
结果表明:(1)以IGS事后全球电离层格网(GIM)为参考,CAS、CNES、NRCan和UPC产品的RMS分别为3.93 TECu、4.01 TECu、4.50 TECu和3.86 TECu;(2)以基准站dSTEC为参考,CAS、CNES、NRCan和UPC产品的STD分别为4.42 TECu、4.40 TECu、4.96 TECu和4.42 TECu。
在全球范围内选取21个测站进行连续7 d的定位测试,以高程方向残差95%分位数统计不同实时电离层产品的定位增益。
相比于广播电离层模型的定位结果,CAS、CNES、NRCan和UPC产品在北半球高程方向的定位精度分别提升11.9%、18.3%、3.4%和15.5%。
【总页数】6页(P1095-1100)【作者】张研;王宁波;李子申;刘昂;李昂【作者单位】中国科学院空天信息创新研究院;中国科学院大学电子电气与通信工程学院【正文语种】中文【中图分类】P228【相关文献】1.武汉大学IGS电离层分析中心全球电离层产品精度评估与分析2.全球系统广播电离层模型精度分析3.不同全球电离层格网产品在中国区域的应用精度评估与分析ES实时电离层产品TEC精度分析5.附加IRI模型约束的全球电离层建模及定位精度分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
机器学习_Ionosphere Data Set(电离层数据集)
Ionosphere Data Set(电离层数据集)数据摘要：Classification of radar returns from the ionosphere.This radar data was collected by a system in Goose Bay, Labrador. This system consists of a phased array of 16 high-frequency antennas with a total transmitted power on the order of 6.4 kilowatts中文关键词：机器学习,电离层,分类,多变量,UCI,英文关键词：Machine Learning,Ionosphere,Classification,MultiVarite,UCI,数据格式：TEXT数据用途：This data is used for classification.数据详细介绍：Ionosphere Data SetAbstract: Classification of radar returns from the ionosphereSource:Donor:Vince Sigillito (vgs '@' )Source:Space Physics GroupApplied Physics LaboratoryJohns Hopkins UniversityJohns Hopkins RoadLaurel, MD 20723Data Set Information:This radar data was collected by a system in Goose Bay, Labrador. This system consists of a phased array of 16 high-frequency antennas with a total transmitted power on the order of 6.4 kilowatts. See the paper for more details. The targets were free electrons in the ionosphere. "Good" radar returns are those showing evidence of some type of structure in the ionosphere. "Bad" returns are those that do not; their signals pass through the ionosphere.Received signals were processed using an autocorrelation function whose arguments are the time of a pulse and the pulse number. There were 17 pulse numbers for the Goose Bay system. Instances in this databse are described by 2 attributes per pulse number, corresponding to the complex values returned by the function resulting from the complex electromagnetic signal.Attribute Information:-- All 34 are continuous-- The 35th attribute is either "good" or "bad" according to the definition summarized above. This is a binary classification task.Relevant Papers:Sigillito, V. G., Wing, S. P., Hutton, L. V., \& Baker, K. B. (1989). Classification of radar returns from the ionosphere using neural networks. Johns Hopkins APL Technical Digest, 10, 262-266. [Web Link]数据预览：点此下载完整数据集。
移动通讯词汇英汉对照D
移动通讯词汇英汉对照D采样定理 sampling theorem采样频率 sampling frequency采样周期 sampling period大规模集成电路 large scale integrated circuit （LSI）大信号信躁比 signal-to-noise ratio of strong signal带成功结果的常规操作 normal operation with successful outcome 带宽 bandwidth带内导频单边带 pilot tone-in-band single sideband带内谐波 in-band harmonic带内信令 in-band signalling带内躁声 in-band noise带通滤波器 band-pass filter带外发射 out-of-band emission带外功率 out-of-band power带外衰减 attenuation outside a channel带外信令 out-band signalling带状线 stripline单边带发射 single sideband （SSB） emission单边带发射机 single side-band （SSB） transmitter单边带调制 single side band modulation单边带解调 single side band demodulation单边带信号发生器 single side band signal generaltor单端同步 single-ended synchronization单工、双半工 simplex， halfduplex单工操作 simplex operation单工无线电话机 simplex radio telephone单呼 single call单频双工 single frequency duplex单频信令 single frequency signalling单相对称控制 symmetrical control （single phase）单相非对称控制 asymmetrical control （single phase）单向 one-way单向的 unidirectional单向控制 unidirectional control单信道地面和机载无线电分系统 SINCGARS单信道无绳电话机 single channel cordless telephone单信号方法 single-signal method单音 tone单音脉冲 tone pulse单音脉冲持续时间 tone pulse duration单音脉冲的单音频率 tone frequency of tone pulse单音脉冲上升时间 tone pulse rise time单音脉冲下降时间 tone pulse decay time单音制 individual tone system单元电缆段（中继段） elementary cable section （repeater section）单元再生段 elementary regenerator section （regenerator section）单元增音段，单元中继段 elementary repeater section当被呼移动用户不回答时的呼叫转移 call forwarding on no reply （CFNRy）当被呼移动用户忙时的呼叫转 calling forwarding on mobile subscriber busy （CFB）当漫游到原籍PLMN国家以外时禁止所有入呼 barring of incoming calls when roaming outside the home PLMN country （BIC-Roam）当前服务的基站 current serving BS当无线信道拥挤时的呼叫转移calling forward on mobile subscriber not reachable （CENRc）刀型天线 blade antenna导频 pilot frequency导频跌落pilot fall down倒L型天线 inverted-L antenna等步的 isochronous等幅电报 continuous wave telegraph等权网（互同步网） democratic network （mutually synchronized network）等效比特率 equivalent bit rate等效地球半径 equivalent earth radius等效二进制数 equivalent binary content等效全向辐射功率 equivalent isotropically radiated power （e. I. R. p.）等效卫星线路躁声温度 equivalent satellite link noise temperature低轨道卫星系统 LEO satellite mobile communication system低气压实验 low atmospheric pressure test低时延码激励线性预测编码 low delay CELP （LD-CELP）低通滤波器 low pass filter低温实验 low temperature test低躁声放大器 low noise amplifier地-空路径传播 earth-space path propagation地-空通信设备 ground/air communication equipment地波 ground wave地面连线用户 land line subscriber地面无线电通信 terrestrial radio communication地面站（电台） terrestrial station第N次谐波比 nth harmonic ratio第二代无绳电话系统 cordless telephone system second generation （CT-2）第三代移动通信系统 third generation mobile systems点波束天线 spot beam antenna点对地区通信 point-area communication点对点通信 point-point communication点至点的GSM PLMN连接 point to point GSM PLMN电报 telegraphy电报电码 telegraph code电波衰落 radio wave fading电池功率 power of battery电池能量 energy capacity of battery电池容量 battery capacity电池组 battery电磁波 electromagnetic wave电磁波反射 reflection of electromagnetic wave电磁波饶射 diffraction of electromagnetic wave电磁波散射 scattering of electromagnetic wave电磁波色射 dispersion of electromagnetic wave电磁波吸收 absorption of electromagnetic wave电磁波折射 refraction of electromagnetic wave电磁场 electromagnetic field电磁发射 electromagnetic field电磁辐射 electromagnetic emission电磁干扰 electromagnetic interference （EMI）电磁感应 electromagnetic induction电磁环境 electromagnetic environment电磁兼容性 electromagnetic compatibility （EMC）电磁兼容性电平 electromagnetic compatibility level 电磁兼容性余量 electromagnetic compatibility margin 电磁脉冲 electromagnetic pulse （EMP）电磁脉冲干扰 electromagnetic pulse jamming电磁敏感度 electromagnetic susceptibility电磁能 electromagnetic energy电磁耦合 electromagnetic coupling电磁屏蔽 electromagnetic shielding电磁屏蔽装置 electromagnetic screen电磁骚扰 electromagnetic disturbance电磁噪声 electromagnetic noise电磁污染 electromagnetic pollution电动势 electromotive force （e. m. f.）电话机 telephone set电话局容量 capacity of telephone exchange电话型电路 telephone-type circuit电话型信道 telephone-type channel电离层 ionosphere电离层波 ionosphere wave电离层传播 ionosphere propagation电离层反射 ionosphere reflection电离层反射传播 ionosphere reflection propagation电离层散射传播 ionosphere scatter propagation电离层折射 ionosphere refraction电离层吸收 ionosphere absorption电离层骚扰 ionosphere disturbance电流探头 current probe电路交换 circuit switching电屏蔽 electric shielding电视电话 video-telephone， viewphone， visual telephone 电台磁方位 magnetic bearing of station电台方位 bearing of station电台航向 heading of station电文编号 message numbering电文队列 message queue电文格式 message format电文交换 message switching电文交换网络 message switching network电文结束代码 end-of-message code电文路由选择 message routing电小天线 electronically small antenna电信管理网络 telecommunication management network （TMN）电信会议 teleconferencing电压变化 voltage change电压变化持续时间 duration of a voltage change电压变化的发生率 rate of occurrence of voltage changes电压变化时间间隔 voltage change interval电压波动 voltage fluctuation电压波动波形 voltage fluctuation waveform电压波动量 magnitude of a voltage fluctuation电压不平衡 voltage imbalance， voltage unbalance电压浪涌 voltage surge电压骤降 voltage dip电源 power supply电源电压调整率 line regulation电源抗扰性 mains immunity电源持续工作能力 continuous operation ability of the power supply 电源去耦系数 mains decoupling factor电源骚扰 mains disturbance电子干扰 electronic jamming电子工业协会 Electronic Industries Association （EIA）电子系统工程 electronic system engineering电子自动调谐 electronic automatic tuning电子组装 electronic packaging电阻温度计 resistance thermometer跌落试验 fall down test顶部加载垂直天线 top-loaded vertical antenna定长编码 block code定期频率预报 periodical frequency forecast定时 clocking定时超前 timing advance定时电路 timing circuit定时恢复（定时抽取） timing recovery （timing extration）定时截尾试验 fixed time test定时信号 timing signal定数截尾试验 fixed failure number test定向天线 directional antenna定型试验 type test动态频率分配 dynamic frequency allocation动态信道分配 dynamic channel allocation动态重组 dynamic regrouping动态自动增益控制特性 dynamic AGC characteristic抖动 jitter独立边带 independent sideband独立故障 independent fault端到端业务 teleservice短波传播 short wave propagation短波通信 short wave communication短路保护 short-circuit protection短期抖动指示器 short-term flicker indicator短期频率稳定度 short-term frequency stability短时间中断（供电电压） short interruption （of supply voltage）段终端 section termination对称二元码 symmetrical binary code对地静止卫星 geostationary satellite对地静止卫星轨道 geostationary satellite orbit对地同步卫星 geosynchronous satellite对讲电话机 intercommunicating telephone set对空台 aeronautical station对流层 troposphere对流层波道 troposphere duct对流层传播 troposphere propagation对流层散射传播 troposphere scatter propagation多次调制 multiple modulation多点接入 multipoint access多电平正交调幅 multi-level quadrature amplitude modulation （QAM）多分转站网 multidrop network多服务器队列 multiserver queue多工 multiplexing多工器 nultiplexer多功能系统 MRS多级处理 multilevel processing多级互连网络 multistage interconnecting network多级卫星线路 multi-satellite link多径 multipath多径传播 multipath propagation多径传播函数 nultipath propagation function多径分集 multipath diversity多径时延 multipath delay多径衰落 multipath fading多径效应 multipath effect多路复接 multiplexing多路接入 multiple access多路信道 multiplexor channel多脉冲线性预测编码 multi-pulse LPC （MPLC）多频信令 multifrequency signalling多普勒频移 Doppler shift多跳路径 multihop path多信道选取 multichannel access （MCA）多信道自动拨号移动通信系统 multiple-channel mobile communication system with automatic dialing多优先级 multiple priority levels多帧 multiframe多址呼叫 multiaddress call多址联接 multiple access多重时帧 multiple timeframe多用户信道 multi-user channel。
电离层建模
电离层建模电离层是地球大气层中的一部分，位于距离地面约50公里至1000公里的区域。
它主要由被太阳辐射电离的大气层中的气体分子组成，包括氮气、氧气和少量的其他气体。
电离层对无线电通信和导航系统有着重要的影响，因此对电离层进行建模和研究是非常重要的。
电离层的建模是通过对电离层中的各种参数进行测量和分析来实现的。
这些参数包括电子密度、电离层高度和电离层的温度等。
通过对这些参数的测量和分析，可以得到电离层的垂直结构和变化规律，从而为无线电通信和导航系统的设计和运行提供重要的参考依据。
电离层建模一般使用数学模型来描述电离层中的各种物理过程。
其中最常用的模型是国际电离层参考模型（International Reference Ionosphere，IRI）和全球电离层模型（Global Ionosphere Models，GIM）。
这些模型基于大量的观测数据和理论研究成果，可以较好地描述电离层的垂直结构和变化规律。
电离层建模的关键是确定电离层中各种参数的数值。
这需要通过观测、实验和理论计算等手段来获取。
观测方法包括使用雷达、卫星和地面观测站等设备进行测量。
实验方法包括在实验室中模拟电离层的物理过程进行测量。
理论计算方法包括使用数学模型和计算机模拟等手段进行推导和计算。
电离层建模的应用范围非常广泛。
首先，它对无线电通信和导航系统的设计和运行起着重要的指导作用。
通过对电离层的建模和分析，可以预测和矫正电离层对无线电信号传播和导航系统精度的影响，提高通信和导航的可靠性和准确性。
其次，电离层建模还对天气预报、空间天气和宇宙环境等方面有着重要的应用价值。
通过对电离层的建模和分析，可以更好地理解和预测太阳活动对地球大气层的影响，为相关领域的研究和应用提供支持。
电离层建模是一个复杂而研究性强的工作。
它涉及到多学科的知识，包括物理学、气象学、空间科学和计算机科学等。
因此，电离层建模需要多学科的合作和交流，以提高模型的准确性和适用性。
飞行员ICAO考试简介及民航英语词汇
飞行员ICAO考试简介一、什么是ICAO。
根据国际民航组织（ICAO）关于飞行人员英语语言能力的要求，飞标司组织开发了民航飞行人员英语等级考试系统，并组织民航英语方面的专家，对考试系统题库进行了专业审定。
目前，系统测试已完成，第一个考点设在中国民航飞行学院考试中心，该考点于2008年4月1日正式启用。
该系统作为中国民航推进ICAO关于飞行员英语水平的重要工程，于2007年7月份开始立项，筹备以来，国内多家航空院校和国际知名语言培训机构参与到该系统的建设。
为确保考试的科学性、公正性，民航西南地区管理局负责飞行学院考试点的考试工作进行管理和监督。
飞行学院负责具体考务工作。
二、ICAO考试内容。
如图所示分为四个板块：第一部分：听力理解。
你会听到若干组长达10秒或20秒的对话或陈述，在每组对话或陈述后，会相应地提出一个问题。
对话与问题都仅说一次。
在问题之后会有一个停顿（17秒左右），你必须阅读ABCD四个选项并点击选出最为正确的一个。
应试技巧：这部分题很类似日常英语考试听力单选题，不同之处在于每一题都与民航专业知识紧密相连，范围从从机长的职责到特情处置都有。
难点在于，每一题是由不同人士录音而成，并且可能会有杂音干扰。
建议大学在准备第一部分时，多多阅读《民航英语阅读教程》，熟悉一些key words，for example, depressurization（释压）fire engine(救火车), emergency assistance(紧急救援)。
如果这些词在辨认、发音上还存在问题，那么要在短时间类听懂并做出正确判断的可能性就微乎其微了。
第二部分短文答问。
这部分你会听到一段长达120秒的陆空通话。
在通话最后，你会被冲问到3个问题。
每个问题提出后，你会听到”beep”声，之后你必须通过麦克风进行口头答问。
你的声音会被录制下来。
对话听两遍，问题仅听一遍。
应试技巧：我认为这部分对大多数同学来说会是个难点，因为在中式传统教学中，这样的考试形式是很陌生的。
GPS常用词汇表
GPS常用词汇表Almanac历书。
历书中含有卫星轨道参数、开普勒元素、卫星钟差、电离层延迟参数、卫星健康状态等信息，与卫星星历的 内容大体相同，不过较为粗略，GPS接收机利用此信息捕获卫星。
Anti-Sp oofing（A/S）美国军方用以加密精码（P-码）的方法。
Azimuth方位角。
Baseline基线。
基线一般由两个进行了同步观测的测站所构成。
Base Station基准站。
见GPS Reference Station。
Block I, II, IIR, IIF SatellitesBlock I, II, IIR, IIF卫星。
不同代的GPS卫星：Block I是GPS的原型卫星，从1978年开始发射；24颗Block II卫星构成了GPS的卫星星座，它于1995年构成；Block IIR是补充卫星；Block IIF是下一代GPS卫星。
C/A code（Coarse/Acquisition Code）C/A码（粗/捕获码）。
该码调制在L1载波上，该码是一种双相调制在 GPS载波上的二进制伪随机码，码长为1023，码元速率为1.023MHz，码重复周期为1ms。
所选取的编码具有优良的捕获特性。
有时也被称为民用码。
Carrier载波。
至少具有可以通过调制，依一定的参考值改变频率、振幅或相位中的一种特性的无线电波。
Carrier frequency载波频率。
从无线电发送器中输出的未经调制的载波的频率。
GPS的L1载波频率为1575.42MHz。
Carrier phase载波相位。
基于L1和L2载波信号的GPS观测值。
Carrier-aided tracking相位辅助跟踪。
利用GPS载波信号达到精确锁定伪随机码的一种信号处理技术。
CDMA参见code division multiple access (码分多路访问)。
Channel通道。
一个GPS接收机通道是由用于接收来自单一GPS卫星的信号的电路所组成。
电离层术语——精选推荐
电离层术语1 电离层ionosphere地球大气的一个区域，高度范围距地面约60 km～1000 km，存在着大量的自由电子，足以显著地影响无线电波的传播。
2 电离层天气ionospheric weather瞬时或短期的电离层变化状态。
3 电子密度剖面electron density profile电子密度随高度的分布。
4 D层 D layer电离层的一个分层，高度范围距地面约60 km～90 km，其峰值电子密度约为108 ~1010/m35 E层 E layer电离层的一个分层，高度范围距地面约90 km～130 km，其峰值电子密度约为109 ~1011/m3，该层夜间基本消失。
6 F层 F layer电离层的一个分层，高度范围距地面约130 km到电离层顶部，其峰值电子密度约为1011 ~1012/m3，F层是表征整个电离层基本特征的重要区域，常在白天，特别是夏季白天，F 层可再分为F1 和F2层。
7 F1层F1 layerF层出现分裂时下面的分层，高度范围距地面约130 km～180 km。
8 F2层F2 layerF层出现分裂时上面的分层；F层不分裂时，它是唯一的层。
9 顶部电离层topside ionosphereF层最大电子密度所在高度以上的电离层区域。
10 底部电离层bottomside ionosphereF层最大电子密度所在高度以下的电离层区域。
11 偶发E层sporadic E layer在E层高度上偶然出现的电子密度不规则区，厚度从几百米至一二千米，最大电子密度有时甚至超出F2层最大电子密度。
12 扩展F Spread F出现于F层的不均匀结构，在电离图中表现为F层回波描迹的扩展。
13 电离层突然骚扰sudden ionospheric disturbance （SID）太阳耀斑期间电离层电子密度突然变化引起的电波传播异常现象。
14 电离层暴ionospheric storm地磁暴期间电离层出现的剧烈变化现象。
GNSS电离层延迟干扰说明
电离层延迟干扰
一、基本概念
1.电离层（Ionosphere）：是地球大气的一个电离区域。
电离层受太阳高能辐射以及宇宙线的激励而电离的大气高层。
60千米以上的整个地球大气层都处于部分电离或完全电离的状态，电离层是部分电离的大气区域，完全电离的大气区域称磁层。
也有人把整个电离的大气称为电离层，这样就把磁层看作电离层的一部分。
2.电离层延迟（ionospheric delay ）：导航卫星信号通过电离层时，相对于信号在真空传播而言，产生的传输时延，通常以米为单位。
3.TEC（Total Electron Content）：电离层电子总含量，在信号传播路径上,横截面为1平方米柱体所含电子总量。
单位为TECU，1TECU 代表10e16 个电子/平方米。
4.ROTI
电离层TEC变化率指数
电离层TEC变化率指数由千寻自建站和千寻算法推导产生，它可能受诸多因素的影响，如建筑物、人类活动、大气变化等。
5.VTEC
电离层垂直总电子含量
电离层垂直总电子含量是表征电离层的一个重要参量，其具体含义为：底面单位面积对应的整个BDS/GNSS信号传播路径的柱体中所包含的总电子数，单位是TECU。
二、电离层影响判断
ROTI
当电离层整体变化比较缓慢时，ROTI值相对较小，定位服务往往比较好；但是当电离层沿时间或空间快速变化时，ROTI值相对较大，定位性能往往迅速劣化。
VTEC
当电离层整体变化比较缓慢时，VTEC值相对较小，定位服务往往比较好；但是当电离层沿时间或空间快速变化时，VTEC值相对较大，定位性能往往迅速劣化。
GPS术语
GPS专业术语·Accuracy（准确度）：在测量工作中，系统误差影响着观测成果的准确度。
此处是指GPS接收机测量或估算的点位、时间和/或速度同它（它们）的真值相比较，带有系统偏差的符合度。
无线电导航系统的准确度一般呈现出系统误差统计量度，具有如下特征：▼可预见——无线电导航系统的定位解的准确度是相对于海图解而言的。
不管是定位解还是海图解，都必须基于同一大地定位基准。
▼可复现——同一用户基于同样的导航系统在上次测量过的地点测量，所得结果的准确度一致。
▼相关性——不同用户基于同样的导航系统在相同的时间作定位测量，其结果的准确度具有相关性。
·Analog（模拟）：“模拟”是由不同波形表示信息特征的传输类型。
与此相反的另一类型为“数字”传输。
机械式时钟的指针是模拟装置，而时钟读数用的面板则是数字装置。
语音和声音都是模拟的。
现代电脑是数字的，用电话线相互通信时，信号必须用 Moderm （调制解调器）进行“模/数”转换。
·Application software（应用软件）：在计算机操作系统支持下，为用户完成专门任务的程序。
譬如，机助发送系统就是应用软件，它是对每个发送的字进行处理的程序；Ashtech Solutions软件是在 Windows 操作系统支持下的GPS后处理（应用）软件。
·Automatic Vehicle Location （自动运载器跟踪，缩写为：AVL）：用某种技术（如GPS、无线电）对运载器（车辆,飞行器等）进行跟踪定位探测的系统。
·Availability（可用性）：导航系统在实际覆盖区内提供服务的时间百分比。
信号可用性是指不受外部信号源影响能正常传输导航信号的时间百分比。
“可用性”是指运行环境的物理特性与传输设备的技术性能的综合表现。
·Bandwidth（带宽）：信号的频率范围。
·Block I, II, IIR, IIF satellites（GPS卫星代型 Block I, Block II, Block IIR, Block IIF）：不同代型的GPS卫星：“Block I”是1978年发射的原型卫星；24颗“Block II”卫星，是1995年宣布完全建成运转的GPS星座；“Block IIR”是 Block II 的替补卫星；“Block IIF”是后续新一代卫星。
基于小波神经网络的电离层TEC短期预报
基于小波神经网络的电离层TEC短期预报
刘先冬;宋力杰;杨晓晖;杨光夏
【期刊名称】《海洋测绘》
【年(卷),期】2010(30)5
【摘要】提出利用神经网络中的小波神经网络技术(WNN)对全球的电离层总电子含量进行预报,以国际全球定位系统服务(IGS)发布的电离层TEC数据资料为样本,并用发布的已知TEC进行检核,分析了全球预报精度及不同纬度的预报精度.试验结果表明,小波神经网络的短期预报结果能很好地符合已知数据,预报的精度较高,预报值和已知值之差小于3TECU的电离层格网点数占总格网点数的百分比都在90%以上,随着时间的推移,比值下降并不明显.
【总页数】4页(P49-51,55)
【作者】刘先冬;宋力杰;杨晓晖;杨光夏
【作者单位】解放军信息工程大学,测绘学院,河南,郑州,450052;96151部队,安徽,黄山,245400;解放军信息工程大学,测绘学院,河南,郑州,450052;解放军信息工程大学,测绘学院,河南,郑州,450052;72946部队,山东,淄博,255000
【正文语种】中文
【中图分类】P228.4
【相关文献】
1.相似预报法在电离层TEC短期预报中的应用 [J], 翁利斌;方涵先;解妍琼;杨升高
2.组合方法在电离层TEC短期预报中的应用 [J], 赵传华;党亚民;秘金钟
3.基于方差分析周期叠加外推法的电离层TEC短期预报研究 [J], 巩岩;党亚民
4.利用混合模型LSTM-DNN进行全球电离层TEC map的中短期预报 [J], 廖文梯;陈洲;赵瑜馨;王劲松;唐荣欣
5.Prophet-Elman残差改正电离层TEC短期预报模型 [J], 黄佳伟;鲁铁定;贺小星;李威
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电离层层析技术
电离层层析技术一、概述电离层层析技术是一种用于研究大气层电离层结构和特性的重要手段。
它利用地面或卫星接收到的电离层反射信号，通过信号的时间延迟和频率偏移等参数，推算出电离层中不同高度处的电子密度分布情况。
本文将从仪器原理、数据处理和应用三个方面详细介绍电离层层析技术。
二、仪器原理1. 信号源电离层层析技术中最常用的信号源是全球定位系统（GPS）卫星。
GPS卫星发射的L1和L2频段信号在穿过电离层时会发生频率偏移和时间延迟，这些变化与电子密度有关。
因此，接收到这些信号后可以通过计算频率偏移和时间延迟来推算出不同高度处的电子密度分布情况。
2. 接收系统接收系统主要包括天线、前置放大器、数字化转换器等部分。
其中天线是最重要的部分之一，它需要具有高增益和窄波束宽度以提高接收信噪比。
前置放大器则起到了放大信号和抑制噪声的作用，数字化转换器则将模拟信号转换为数字信号以便于计算机处理。
3. 数据处理数据处理是电离层层析技术中最为复杂的部分之一。
它主要包括了信号接收、数据预处理、反演算法等步骤。
其中，反演算法是最核心的部分，它通过数学模型和计算方法将接收到的原始信号转化为电子密度分布图像。
三、数据处理1. 数据预处理数据预处理是保证反演精度的重要环节。
在数据采集过程中，由于天气、地形等因素的影响，接收到的信号会受到各种干扰。
因此，在进行反演之前需要对原始数据进行滤波、校正等操作以提高数据质量。
2. 反演算法电离层层析技术中常用的反演算法有Abel反演、逆边界值问题（IBVP）反演、逆散射问题（ISP）反演等。
其中Abel反演方法是最常用的一种方法，它通过求解Abel积分方程来推算出不同高度处的电子密度分布情况。
逆边界值问题（IBVP）反演方法则是通过求解偏微分方程来推算出电子密度分布情况。
逆散射问题（ISP）反演方法则是通过求解散射方程来推算出电子密度分布情况。
3. 数据可视化数据可视化是电离层层析技术中最后一个步骤，它将反演得到的电子密度分布图像进行可视化处理，以便于研究人员进行数据分析和应用。
电离层——精选推荐
电离层电离层2011年09月07日电离层示用意电离层（Ionosphere）是地球大气的一个电离区域。
60千米以上的整个地球大气层都处于部分电离或完全电离的状态，电离层是部分电离的大气区域，完全电离的大气区域称磁层。
也有人把整个电离的大气称为电离层，这样就把磁层看作电离层的一部分。
除地球外，金星、火星和木星都有电离层。
电离层从离地面约50公里开始一直舒展到约1000公里高度的地球高层大气空域，其中存在相称多的自由电子和离子，能使无线电波改变传播速度，发生折射、反射和散射，产生极化面的旋转并受到不同水平的吸收。
目录简介研究简史形成内部分层综述D层E层F层结构模式异常综述冬季异常赤道异常扰乱X射线：突发电离层骚扰质子：极冠吸收地磁风暴测量电离层图太阳流研究项目和电波传播综述无线电的诞生和地震预测综述研究发现监测方法得到验证汶川地震震前异常简介电离层（Ionosphere）是地球大气的一个电离区域。
由于受地球以外射线（主要是太阳辐射）对中性电离层与磁层原子和空气分子的电离作用，距地表60千米以上的全部地球大气层都处于部分电离或完全电离的状态，电离层是部分电离的大气区域，完全电离的大气区域称磁层。
也有人把整个电离的大气称为电离层，这样就把磁层看作电离层的一部分。
除地球外，金星、火星和木星都有电离层。
在电离作用产生自由电子的同时，电子和正离子之间碰撞复合，以及电子附着在中性分子和原子上，会引起自由电子的消失。
大气各风系的运动、极化电场的存在、外来带电粒子不断入侵，以及气体本身的扩散等因素，引起自由电子的迁移。
在55公里高度以下的区域中，大气相对浓密，碰撞频繁，自由电子消失很快，气体坚持不导电性质。
在电离层顶部，大气异常粘稠，电离的迁徙运动主要受地球磁场的节制，称为磁层。
电离层的主要特性由电子密度、电子温度、碰撞频率、离子密度、离子温度和离子成分等空间分布的基本参数来表现。
但电离层的研究对象主要是电子密度随高度的分布。
电离层数据可视化技术研究
第４３卷第１２期２０２０年１２月测绘与空间地理信息ＧＥＯＭＡＴＩＣＳ＆ＳＰＡＴＩＡＬＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＶｏｌ.４３ꎬＮｏ.１２Ｄｅｃ.ꎬ２０２０收稿日期:２０１９－０５－２７作者简介:吴宇豪(１９９５－)ꎬ男ꎬ浙江金华人ꎬ环境工程专业硕士研究生ꎬ主要研究方向为地理空间网格㊁计算机视觉ꎮ电离层数据可视化技术研究吴宇豪ꎬ陈㊀丁ꎬ安籽鹏(信息工程大学地理空间信息学院ꎬ河南郑州４５００００)摘要:电离层是近地空间环境中的一个重要圈层ꎬ研究电离层可视化关键技术ꎬ对人类进行空间探索㊁武器装备实验仿真具有重要的意义ꎮ针对电离层研究需求ꎬ提出一种结合体绘制技术与二维图表绘制的电离层可视化方案ꎬ其中体绘制基于ＧＰＵ加速的球面改进光线投射算法实现ꎮ实验使用本文方案对电离层电子密度进行了可视化ꎬ并基于可视化结果分析电离层电子密度的分布与变化规律ꎮ实验结果表明:本文的电离层可视化方案能够体现电离层参量数据的基本特性ꎬ为研究人员的进一步研究提供技术基础ꎮ关键词:电离层ꎻ可视化ꎻ光线投射算法中图分类号:Ｐ２０８㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１６７２－５８６７(２０２０)１２－０１５７－０４ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＩｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃＤａｔａＶｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＷＵＹｕｈａｏꎬＣＨＥＮＤｉｎｇꎬＡＮＺｉｐｅｎｇ(ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｓｐａｔｉａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎꎬＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＺｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｉｏｎｏｓｐｈｅｒｅｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｌａｙｅｒｉｎｔｈｅｎｅａｒ－Ｅａｒｔｈｓｐａｃｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ.Ｉｔｉｓｏｆｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈ￣ｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ.ＡｎｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｂａｓｅｄｏｎＧＰＵ－ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄｓｐｈｅｒｉｃａｌｉｍｐｒｏｖｅｄｒａｙｃａｓｔｉｎｇａｌ￣ｇｏｒｉｔｈｍｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｇｒａｐｈｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｖｉｓｕａｌｉｚｅｔｈｅｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃｅｌｅｃｔｒｏｎｄｅｎｓｉｔｙ.Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｒｅ￣ｓｕｌｔｓꎬｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏｎｄｅｎｓｉｔｙｉｎｔｈｅｉｏｎｏｓｐｈｅｒｅｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ.Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｉｏｎｏ￣ｓｐｈｅｒｉｃｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅｏｆｔｈｉｓｐａｐｅｒｃａｎｒｅｆｌｅｃｔｔｈｅｂａｓｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｐｒｏｖｉｄｅａｔｅｃｈｎｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｒｅｓｅａｒｃｈ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃꎻｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎꎻｒａｙｃａｓｔｉｎｇ０㊀引㊀言电离层是地球大气的一个重要层区ꎬ是由太阳电磁辐射㊁宇宙线和沉降粒子作用于地球高层大气ꎬ使之电离而生成的由电子㊁离子和中性粒子构成的能量很低的准中性等离子体区域ꎮ它处在５０ｋｍ至几千千米高度间ꎬ温度在１８０ ３０００Ｋ范围之间ꎬ其带电粒子(电子和离子)的运动受到地磁场的制约[１]ꎮ电离层中的多种带电粒子会使得电磁波在传播过程中发生折射并造成能量损失ꎬ干扰电磁波的有效传播ꎮ因此ꎬ电离层是通信㊁广播㊁导航㊁定位等领域重点关注的地球近地空间环境之一[２]ꎮ随着观察手段的进步ꎬ人们已经积累了丰富的电离层观察数据ꎬ为地球空间环境及电磁波传播等研究提供了重要的数据基础[３]ꎮ面对日渐积累庞大的观测与计算数据ꎬ如何从中分析出电离层的各项特性与规律是对电离层进行研究需要解决的重要问题之一ꎮ科学可视化技术的出现为上述问题的解决提供了有力的帮助ꎮ科学数据可视化是一种将数据转换为二维或三维图形的数据分析方法ꎬ能够使得研究人员更好地探究㊁了解㊁分析数据的内涵ꎬ其常用的技术包括体绘制㊁等值面㊁等值线等ꎮ目前ꎬ科学数据可视化已经被广泛应用于物理学㊁地理学㊁生态学㊁数学㊁大气学等领域[４－８]ꎮ因此ꎬ结合目前科学数据可视化技术和电离层数据分析的需求ꎬ提出一种电离层仿真方案ꎬ采用基于ＧＰＵ加速的改进球面光线投射算法[５]实现数据体绘制ꎬ并使用二维图表作为体绘制结果的辅助信息ꎬ最终仿真结果可以较好地体现电离层中重要参数的特性ꎬ提高了研究者对电离层的认知能力ꎬ为进一步研究电离层提供了技术支持ꎮ１㊀电离层数据预处理电离层数据的不同特征参量的数据跨度不同ꎬ且某些数据内的跨度范围可能会超过１０５以上ꎬ不同的数据跨度与大数量的跨度范围会使得可视化结果中细节缺失ꎬ不利于数据整体的展现ꎮ因此ꎬ为了得到更加有效的可视化结果ꎬ需要对数据进行归一化标准化预处理ꎮ本文采用文献中提出的自适应归一化方法ꎬ其基本思想是:设定跨度阈值ꎬ若参量数据的跨度大于阈值ꎬ则先将参量数据做取对数处理ꎬ在进行标准的归一化操作ꎻ若参量数据的跨度小于阈值ꎬ则之间进行标准归一化操作ꎮ自适应归一化算法的具体步骤如下:１)设定跨度阈值Ｋｔｈｒｅｓｈｏｌｄ以及空间中电离层某一时刻某一位置参量数据数值为ｔｉꎮ循环遍历整体三维数据场ꎬ找出参量数据数值的最大值ｔｍａｘ与最小值ｔｍｉｎꎬ计算该参量数据的跨度ｋ＝ｔｍａｘｔｍｉｎꎮ若Ｋｔｈｒｅｓｈｏｌｄȡｋꎬ则按照步骤(２)进行标准归一化ꎻ若Ｋｔｈｒｅｓｈｏｌｄɤｋꎬ则按照步骤(３)进行数据归一化ꎮ２)依照下列标准归一化公式ꎬ将电离层参量数据归一化至[０ꎬ１]之间:ｔｉᶄ＝ｔｉ－ｔｍｉｎｔｍａｘ－ｔｍｉｎ(１)３)先对参量数据数值进行取对数操作ꎬ随后再进行标准归一化:ｔｉᶄ＝ｌｏｇｔｉ－ｌｏｇｔｍｉｎｌｏｇｔｍａｘ－ｌｏｇｔｍｉｎ(２)２㊀基于ＧＰＵ加速的改进球面光线投射算法２.１㊀光线投射算法基本原理光线投射算法是一种以图像空间为序的直接体绘制算法ꎬ其基本步骤为:首先ꎬ以屏幕上的每一个像素点为起点ꎬ沿着视线的方向发出一条射线ꎻ然后ꎬ沿着光线穿过体数据包围盒的路径进行重采样ꎬ利用插值算法求得各采样点的颜色值和不透明度ꎻ最后ꎬ顺着光线的方向按照从前向后或从后向前的顺序将重采样点合成ꎬ计算出该光线所对应的屏幕像素点的颜色值与透明度ꎮ图１㊀光线投射法原理Ｆｉｇ.１㊀Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｒａｙｃａｓｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ由于电离层的分布呈现圈层结构ꎬ普通以立方体为包围盒的光线投射算法绘制效果并不出色ꎬ为使得绘制效果能更加符合电离层的圈层分布特点ꎬ本文采用一种基于ＧＰＵ加速的改进球面光线投射算法ꎮ其算法的具体步骤如图２所示ꎮ２.２㊀电离层参量数据包围盒生成基于电离层数据所呈现的明显球面圈层结构ꎬ建立球形规则网格数据模型ꎬ其划分方式如图３(ａ)所示ꎮ图２㊀基于ＧＰＵ加速的改进球面光线投射算法流程Ｆｉｇ.２㊀Ｉｍｐｒｏｖｅｄｓｐｈｅｒｉｃａｌｒａｙｃａｓｔｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｌｏｗ㊀㊀㊀㊀ｂａｓｅｄｏｎＧＰＵａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ其中ꎬ电离层参量数据的大小为ｌˑｗˑｈꎬ其中球形规则网格数据最大最小的地理坐标分别为(Ｌ１ꎬＢ１ꎬＨ１)和(Ｌ０ꎬＢ０ꎬＨ０)ꎬ即Ｌ１>Ｌ０ꎬＢ１>Ｂ０ꎬＨ１>Ｈ０ꎮ传统的光线投射算法中ꎬ常采用立方体网格作为体数据的绘制代理包围盒ꎬ其平面的绘制结果不能很好地适应成圈层分布的电离层数据绘制ꎮ因此ꎬ本文算法中配合电离层数据的球形规则网格数据模型ꎬ采用了基于棱台结构的包围盒实现电离层数据的球面绘制效果ꎬ其形式如图３(ｂ)所示ꎮ图３㊀电离层数据包围盒Ｆｉｇ.３㊀Ｂｏｕｎｄｉｎｇｂｏｘｏｆｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃｄａｔａ２.３㊀采样点数值三线性插值光线方向上的重采样点的颜色值与透明度值需要由该点周围的８个数据点插值得到ꎬ其插值方式一般采用三线性插值方法ꎮ设定空间中一重采样点Ｐ周围的８个数据点分别为{Ｐ１ꎬＰ２ꎬ ꎬＰ８}ꎬ如图４所示ꎮ图４㊀三次线性插值Ｆｉｇ.４㊀Ｃｕｂｉｃｌｉｎｅａｒｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ８５１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀测绘与空间地理信息㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０２０年插值算法的基本步骤如下:１)按照Ｙ轴方向进行线性插值ꎬ得到左右两面中点(Ｌ１ꎬＬ２ꎬＲ１ꎬＲ２)的数值:Ｌ１＝ｙˑＰ２＋(１－ｙ)ˑＰ１Ｌ２＝ｙˑＰ３＋(１－ｙ)ˑＰ４Ｒ１＝ｙˑＰ６＋(１－ｙ)ˑＰ５Ｒ２＝ｙˑＰ７＋(１－ｙ)ˑＰ８ìîíïïïïï(３)２)按照Ｘ轴方向进行线性插值ꎬ得到前后两面中心点(Ｆ１ꎬＢ１)的数值:Ｆ１＝ｘˑＬ１＋(１－ｘ)ˑＲ１Ｂ１＝ｘˑＬ２＋(１－ｘ)ˑＲ２{(４)３)按照Ｚ轴方向进行插值ꎬ得到Ｐ点数值:Ｐ＝ｚˑＢ１＋(１－ｘ)ˑＦ１(５)综合上述３次插值的结果ꎬ可以求得空间中重采样点Ｐ的数值:Ｐ＝ｘˑｙˑｚˑＰ３＋(１－ｙ)ˑｘˑｚˑＰ４＋(１－ｘ)ˑｙˑｚˑＰ７＋(１－ｘ)ˑｚˑ(１－ｙ)ˑＰ８＋ｘˑ(１－ｚ)ˑｙˑＰ２＋ｘˑ(１－ｚ)ˑ(１－ｙ)ˑＰ１＋(１－ｘ)ˑ(１－ｚ)ˑｙˑＰ６＋(１－ｘ)ˑ(１－ｙ)ˑ(１－ｚ)ˑＰ５(６)由式(６)可知ꎬ使用三线性插值算法进行数据插值需要进行７次加法运算与１４次乘法运算ꎬ所需要的计算资源较大ꎬ计算时间较长ꎬ影响了绘制的实时性ꎬ是后续研究改进的主要内容之一ꎮ２.４㊀传递函数设计与图像合成电离层数据体绘制过程中ꎬ传递函数的作用在于将电离层参量数据采样点数值映射成为光学参数ꎬ其质量决定了最终绘制效果的好坏ꎮ传递函数的定义如下式所示:τ:Ｔ１ˑＴ１ˑ ˑＴｎңＷ１ˑＷ１ˑ ˑＷｎ(７)其中ꎬＴｎ(ｎ＝１ꎬ２ꎬ ꎬｎ)表示电离层参量数据的数值定义域ꎬ而Ｗｎ(ｎ＝１ꎬ２ꎬ ꎬｎ)表示映射过后得到的光学属性(颜色ＲＧＢ值㊁透明度㊁反射率㊁折射率等)ꎮ针对不同的电离层参量ꎬ可以设计不同的传递函数ꎬ以得到不同的体绘制效果ꎮ根据传递函数参数的维度不同ꎬ可将传递函数分为一维传递函数㊁二维传递函数以及多维传递函数ꎮ多维度的传递函数能够更好地展现电离层数据的细节变化和整体效果ꎬ但是随之而来的是计算复杂度与存储读取难度的增加ꎮ遍历屏幕上的所有像素点ꎬ将其所对应的光线上的所有重采样点进行累加ꎬ合成最终的图像ꎬ其数学表达式可以表示如下:Ｃｄｓｔ＝Ｃｄｓｔ＋(１－ａｄｓｔ)Ｃｓｒｃａｄｓｔ＝ａｄｓｔ＋(１－ａｄｓｔ)ａｓｒｃ{(８)其中ꎬＣｓｒｃ表示当前屏幕像素点的ＲＧＢ值ꎬＣｄｓｔ表示目前已按顺序进行合成的ＲＧＢ值ꎬａｓｒｃ表示当前屏幕像素点的不透明度值ꎬａｄｓｔ表示目前已按顺序进行合成的不透明度值ꎮ３㊀实验与分析３.１㊀实验数据与环境本文采用的电离层数据主要来源于国际电离层参考模型(ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＲｅｆｅｒｅｎｃｅＩｏｎｏｓｐｈｅｒｅꎬＩＲＩ)模型ꎮ该模型是国际无线电科学联合会和空间研究委员会根据地面观测资料和多年积累的电离层研究成果于２０世纪６０年代末建立的ꎮ利用ＩＲＩ模型ꎬ在给定时间或位置的前提下ꎬ可以计算当前时刻或时间下电子密度㊁电子温度㊁离子温度㊁离子成分等特征参量的月平均状态值ꎮ本文主要对２０１６年９月１４日早８点时电离层电子密度进行可视化ꎬ数据的范围为东经４０ʎ至东经１２０ʎꎬ南纬４０ʎ至北纬４０ʎꎬ基础采样间隔为０.５ʎꎮ基于上述技术与数据基础ꎬ在全球三维地理环境仿真系统中ꎬ实现了电离层电子密度仿真ꎬ在ＣＰＵＩｎｔｅｌＣｏｒｅｉ７２.８０ＧＨＺꎬ内存８Ｇꎬ显卡ＧＴＸ１０７０配置的硬件平台上基于ＶＳ２０１０㊁ＯＳＧ㊁ＧＬＳＬ着色语言等软件进行实验测试ꎮ３.２㊀实验结果本文电离层电子密度的三维数据体绘制结果如图５所示ꎬ观察体绘制结果可以发现ꎬ电离层电子密度存在明显的维度变化ꎬ可以看出电子密度在北纬２０ʎ左右达到了最高值ꎮ三维数据体绘制得出的结果中难以判断出数据的具体数值大小ꎬ因此ꎬ采用二维图表作为辅助信息补充体绘制ꎮ图６(ａ)中显示了电离层电子密度随纬度变化的结果ꎬ其中可以看出电子密度与北纬２０ʎ附近达到了最高点ꎬ与三维体绘制的结果相符合ꎮ图６(ｂ)中显示了电子密度随高度变化的趋势ꎬ其中电子密度在３００ｋｍ附近的区域达到了最高值ꎬ随后其数值随着高度的增加而逐步减少ꎮ图６(ｃ)中对电离层Ｆ２层层顶的电离层密度随时间变化规律进行了可视化ꎮ图５㊀不同视点的电离层电子密度体绘制效果Ｆｉｇ.５㊀Ｅｆｆｅｃｔｏｆｖｏｌｕｍｅｒｅｎｄｅｒｉｎｇｏｆｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃｅｌｅｃｔｒｏｎ㊀㊀㊀㊀ｄｅｎｓｉｔｙｆｒｏｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖｉｅｗｐｏｉｎｔｓ９５１第１２期吴宇豪等:电离层数据可视化技术研究图６㊀电离层电子密度二维可视化结果Ｆｉｇ.６㊀Ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆ㊀㊀㊀㊀ｉｏｎｏｓｐｈｅｒｉｃｅｌｅｃｔｒｏｎｄｅｎｓｉｔｙ４㊀结束语本文主要研究了电离层数据的可视化仿真方案ꎬ该方案使用基于ＧＰＵ加速的球面改进光线投射算法进行三维数据绘制ꎬ并采用二维图表的方式进行辅助ꎬ使得仿真结果能够体现数据的变化规律ꎬ提高了研究观察者对电离层的认知探究能力ꎬ为进一步研究电离层内部自然规律提供了坚实的基础ꎮ参考文献:[１]㊀耿文东.空间态势感知导论[Ｍ].北京:国防工业出版社ꎬ２０１５.[２]㊀萧佐.５０年来的中国电离层物理研究[Ｊ].物理ꎬ１９９９ꎬ２８(１１):６６１－６６７.[３]㊀王鹏.空间环境建模与可视化仿真技术[Ｍ].北京:国防工业出版社ꎬ２０１２.[４]㊀ＬＩＵＸＪꎬＺＨＵＨＬꎬＬＩＡＮＧＬＸ.Ｄｉｇｉｔａｌｒｏｃｋｐｈｙｓｉｃｓｏｆｓａｎｄｓｔｏｎｅｂａｓｅｄｏｎｍｉｃｒｏ－ＣＴｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ[Ｊ].ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｅｏｐｈｙｓｉｃｓꎬ２０１４ꎬ５７(４):１１３３－１１４０. [５]㊀丁维龙ꎬ陈敏智ꎬ程志君.植物器官可视化建模系统的设计与实现[Ｊ].浙江工业大学学报ꎬ２００９ꎬ３７(３):２９５－２９９.[６]㊀ＮＡＫＡＳＯＮＥＡꎬＰＲＥＮＤＩＮＧＥＲＨꎬＨＯＬＬＡＮＤＳꎬｅｔａｌ.ＡｓｔｒｏＳｉｍ:ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆａｎａｓｔｒｏｐｈｙｓｉｃｓｓｉｍ￣ｕｌａｔｉｏｎｉｎｓｅｃｏｎｄｌｉｆｅ[Ｊ].ＩＥＥＥＣｏｍｐｕｔｅｒＧｒａｐｈｉｃｓ＆Ａｐ￣ｐｌｉｃａｔｉｏｎｓꎬ２００９ꎬ２９(５):６９－８１.[７]㊀丁文龙ꎬ王兴华ꎬ胡秋嘉ꎬ等.致密砂岩储层裂缝研究进展[Ｊ].地球科学进展ꎬ２０１５ꎬ３０(７):７３７－７５０. [８]㊀莫建文ꎬ庞建铿ꎬ袁华.基于ＶＴＫ的三维点云曲面重建研究[Ｊ].电子技术应用ꎬ２０１５ꎬ４１(４):１５６－１５８. [９]㊀陈丁.海洋水文数据可视化关键技术研究[Ｄ].郑州:信息工程大学ꎬ２０１５.[编辑:刘莉鑫](上接第１５６页)３㊀结束语本文以天津市测绘院滨海分院开发的测绘生产与办公信息化系统为研究实例ꎬ研究基于工作流技术和面向框架及组件重用技术进行快速开发测绘生产办公系统的方法ꎬ且该方法也被用来研发天津市测绘院基础测绘院的测绘生产办公信息化系统ꎮ实践证明ꎬ该方法可以利用现成的组件装配来满足测绘流程及功能变化的开发需求ꎬ能够从根本上提高系统开发及后期变更维护的效率和质量ꎮ参考文献:[１]㊀孙立志ꎬ徐洪秀.基于移动ＧＩＳ的辅助规划巡查系统的设计与实现[Ｊ].城市勘测ꎬ２０１４(４):４８－５０. [２]㊀李满春ꎬ高月明.基于工作流和ＧＩＳ的土地利用规划管理信息系统体系结构研究[Ｊ].现代测绘ꎬ２００４ꎬ２７(５):３－５. [３]㊀余峰ꎬ谭毓安ꎬ王春波.基于ＵＣＭＬ的软件开发的研究[Ｊ].电脑与信息技术ꎬ２００４ꎬ１２(６):１９－２２.[４]㊀伍香永ꎬ徐洪秀ꎬ孙立志.基于工作流的测绘生产与办公信息化系统的设计与实现[Ｊ].地理信息世界ꎬ２０１３ꎬ２０(５):１０２－１０６.[５]㊀ＷｏｒｋｆｌｏｗＭａｎａｇｅｍｅｎｔＣｏａｌｉｔｉｏｎ.ＴｈｅＷｏｒｋｆｌｏｗＲｅｆｅｒｅｎｃｅＭｏｄｅｌ.ＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｐｏｒｔꎬＷｆＭＣ－ＴＣ００－１００３[Ｒ].Ｈａｍｐｓｈｉｒｅ:ＷｏｒｋｆｌｏｗＭａｎａｇｅｍｅｎｔＣｏａｌｉｔｉｏｎꎬ１９９５. [６]㊀Ｃｏｎｎ.ＳｔａｍｆｏｒｄꎬＧａｒｔｎｅｒＧｒｏｕｐｉｄｅｎｔｉｆｉｅｓ"Ｃ－Ｃｏｍｍｅｒｃｅ"ｓｕｐｐｌｙｃｈａｉｎｍｏｖｅｍｅｎｔ:ＡｎＥｍｅｒｇｉｎｇｔｒｅｎｄｉｎＣｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅＷｅｂＣｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ[ＥＢ/ＯＬ].ｈｔｔｐ://ｃｉｔｅｂｍ.ｂｕｓｉｎｅｓｓ.ｕｉｕｃ.ｅｄｕ/ｅｍｂａ/ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ/ｃ－ｃｏｍｍｅｒｃｅ.ｈｔｍｌꎬ１９９９－０８－１６.[７]㊀周晓青ꎬ黄全义.基于工作流管理技术的国土规划办公自动化系统的研究与设计[Ｊ].测绘信息与工程ꎬ２００４ꎬ２９(３):１２－１４.[８]㊀王勇ꎬ康饮马.基于Ｗｅｂ和工作流技术的办公自动化系统[Ｊ].微机系统２００４ꎬ３０(２):１８７－１８９. [９]㊀赵文ꎬ胡文蕙ꎬ张世琨ꎬ等.工作流元模型的研究与应用[Ｊ].软件学报ꎬ２００３ꎬ１４(６):１０５２－１０５９.[编辑:任亚茹]０６１㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀测绘与空间地理信息㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０２０年。
利用中国区域电离层数据拟合 Klobuchar参数
利用中国区域电离层数据拟合 Klobuchar参数高杨;焦诚;刘萧;张婷【摘要】To GPS single-frequency user ,the ionosphere delay is one of the most impor-tant sources of errors .GPS uses Klobuchar model to correct the ionosphere delay w hose cor-rections come from 370 groups of constants derived from empirical models and historical da-ta .Under the circumstance of lacking of global measurement of ionosphere data ,we may use observational data in only Chinese area to fit the Klobuchar model parameters .But we will face with problems of precision depression out of Chinese area and ultralimit of parameters . This article focuses on these questions and comes up with methods of fitting parameters u-sing empirical model to extrapolate the data of Chinese area to theworld .Compared with broadcasting parameters ,during Solar Max condition fitting parameters can reduce RMS er-ror about 7 TECU ,in general years this number is 1.5 TECU and during Solar Min condi-tion fitting parameters perform slightly better than broadcasting ones .From 2001 to 2012 , the phenomenon of ultra-limit didn’t occur and parameters after quantifying or fitted with forecasting data didn’t show obvious precision reduction ,showing the possibility of forecas-ting Klobuchar model parameters .%对于单频G PS用户而言，电离层延迟是最重要的误差来源之一。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ionosphere Data Set(电离层数据集)
数据摘要：
Classification of radar returns from the ionosphere.This radar data was collected by a system in Goose Bay, Labrador. This system consists of a phased array of 16 high-frequency antennas with a total transmitted power on the order of 6.4 kilowatts
中文关键词：
机器学习,电离层,分类,多变量,UCI,
英文关键词：
Machine Learning,Ionosphere,Classification,MultiVarite,UCI,
数据格式：
TEXT
数据用途：
This data is used for classification.
数据详细介绍：
Ionosphere Data Set
Abstract: Classification of radar returns from the ionosphere
Source:
Donor:
Vince Sigillito (vgs '@' )
Source:
Space Physics Group
Applied Physics Laboratory
Johns Hopkins University
Johns Hopkins Road
Laurel, MD 20723
Data Set Information:
This radar data was collected by a system in Goose Bay, Labrador. This system consists of a phased array of 16 high-frequency antennas with a total transmitted power on the order of 6.4 kilowatts. See the paper for more details. The targets were free electrons in the ionosphere. "Good" radar returns are those showing evidence of some type of structure in the ionosphere. "Bad" returns are those that do not; their signals pass through the ionosphere.
Received signals were processed using an autocorrelation function whose arguments are the time of a pulse and the pulse number. There were 17 pulse numbers for the Goose Bay system. Instances in this databse are described by 2 attributes per pulse number, corresponding to the complex values returned by the function resulting from the complex electromagnetic signal.
Attribute Information:
-- All 34 are continuous
-- The 35th attribute is either "good" or "bad" according to the definition summarized above. This is a binary classification task.
Relevant Papers:
Sigillito, V. G., Wing, S. P., Hutton, L. V., \& Baker, K. B. (1989). Classification of radar returns from the ionosphere using neural networks. Johns Hopkins APL Technical Digest, 10, 262-266. [Web Link]
数据预览：
点此下载完整数据集。