改進極移預(yù)報的研究.pdf

1、高精度的地球定向參數(shù)(EOP)具有重要的科學(xué)意義和實際應(yīng)用價值。EOP是天球參考框架和地球參考框架之間轉(zhuǎn)換的必要條件;同時，深空探測和衛(wèi)星導(dǎo)航等領(lǐng)域?qū)OP的預(yù)報值呈現(xiàn)出日益增長的需求。
　　現(xiàn)代測地技術(shù)(VLBI，GPS，SLR等)是獲取EOP的主要手段，但是由于復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理過程，獲取EOP往往存在時間延遲。為了滿足EOP使用的實時性需求，國內(nèi)外廣泛開展了EOP預(yù)報的相關(guān)研究。目前，EOP中的UT1-UTC、日長變化和歲差章動

2、模型都取得了較為實用的預(yù)報成果。但是在極移預(yù)報方面，由于其自身激發(fā)機理的復(fù)雜性，預(yù)報結(jié)果并不很理想。因此，作為EOP預(yù)報的重要組成部分，極移預(yù)報是一項值得深入研究的工作。
　　本文主要進行改進極移預(yù)報的相關(guān)研究，主要從兩方面著手，一是改進模型的預(yù)報，主要改善神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中最新的一種模型——最小二乘支持向量機;二是完善物理建模的預(yù)報，引入大氣、海洋激發(fā)源。
　　主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)將最小二乘支持向量機應(yīng)用于極移序列

3、的預(yù)報中。地球定向參數(shù)包含復(fù)雜的非線性因素，應(yīng)用非線性模型進行預(yù)報是較好的選擇途徑之一。本文將新的機器學(xué)習(xí)模型——最小二乘支持向量機應(yīng)用于極移預(yù)報，該模型能夠更好的處理包含非線性因素的數(shù)據(jù)。實驗結(jié)果證明了將該模型應(yīng)用于極移預(yù)報中具有可行性和有效性。
　　(2)由于單一模型對于極移殘差序列預(yù)報的改善有限。GM(1，1)因具有簡單有效，易于編程實現(xiàn)等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于預(yù)測領(lǐng)域。但是該模型適合短期預(yù)報。本文嘗試將最小二乘支持向量機和GM(

4、1，1)模型的組合模型應(yīng)用于極移殘差序列的預(yù)報中。實驗結(jié)果證明了該組合模型對1-10天的超短期預(yù)報精度有改善。
　　(3)將經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸鈶?yīng)用到極移短期預(yù)報中。考慮到極移包含的高頻信號對于極移短期預(yù)報有阻礙作用。經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸饽軌虺浞直Ａ粜盘柋旧頁碛械姆瞧椒€(wěn)和非線性特征;具有自適應(yīng)能力強;對信號類型沒有限制等特點。本文采用經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸鈱O移序列進行分解，去除高頻信號，然后基于最小二乘外推模型和最小二乘支持向量機模型的組合模型對去除高頻

5、信號的重構(gòu)極移序列進行1-30天的短期預(yù)報。實驗結(jié)果表明，將該模型應(yīng)用到極移短期預(yù)報具有可行性，預(yù)報精度有明顯改善。
　　(4)考慮大氣、海洋和極移具有相關(guān)性，將大氣和海洋角動量x1、x2序列通過積分轉(zhuǎn)換到極移域中，獲得由大氣、海洋激發(fā)的極移序列;在預(yù)報模型中分別加入這兩個激發(fā)序列。實驗結(jié)果表明，加入激發(fā)的極移序列以后，預(yù)報精度有改善。
　　同時，考慮大氣和海洋角動量既有方向又有大小，首次將大氣和海洋角動量看作矢量，進行矢量