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基于LSTM-NN混合模型的 F10.7指数中期预报研究

刘开静 董亮 黄文耿 王晶 李牧迪

刘开静, 董亮, 黄文耿, 王晶, 李牧迪. 基于LSTM-NN混合模型的 F10.7指数中期预报研究[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2025-0159
引用本文: 刘开静, 董亮, 黄文耿, 王晶, 李牧迪. 基于LSTM-NN混合模型的 F10.7指数中期预报研究[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2025-0159
Mid-term Forecasting Study of Solar F10.7Index Using LSTM-NN Hybrid Model[J]. Chinese Journal of Space Science. doi: 10.11728/cjss2025-0159
Citation: Mid-term Forecasting Study of Solar F10.7Index Using LSTM-NN Hybrid Model[J]. Chinese Journal of Space Science. doi: 10.11728/cjss2025-0159

基于LSTM-NN混合模型的 F10.7指数中期预报研究

doi: 10.11728/cjss2025-0159
基金项目: 科技部国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作”重点专项项目“中低纬度空间天气的空间遥感与射电天文观测中马合作研究”(2022YFE0140000);科技部SKA专项低频射电干涉阵列的高精度校准方法(2020SKA0110300);建设面向南亚东南亚科技创新中心专项-云南省国际联合创新平台:“云南省中马HF-VHF先进射电天文技术国际联合实验室”(202303AP140003);中国科学院国际合作局国际伙伴计划项目:‘一带一路’合作(114A11KYSB20200001);科技部SKA专项(2020SKA0110202));国家自然科学基金天文联合基金培育项目(U2031133);昆明市对外(国际)合作基地项目:“中国科学院云南天文台-马来亚大学先进射电天文技术联合研发合作基地”(GHJD-2021022)

Mid-term Forecasting Study of Solar F10.7Index Using LSTM-NN Hybrid Model

  • 摘要: 针对现有基于统计分析与机器学习的时间序列预测方法在处理太阳F10.7指数序列时,难以同步兼顾其时序依赖性与非线性特征的关键问题,特别是太阳活动峰年期间射电爆发事件导致的指数异常波动及相应预测误差显著高于谷年的现象,本文提出了一种太阳F10.7指数中期预测方法。该方法创新性地融合长短期记忆网络(Long Short-Term Memory network)与全连接神经网络(NN),并引入太阳黑子数(SSN)相关影响因子,搭建了基于LSTM-NN的多输入变量驱动的混合预测模型。利用第24太阳活动周的F10.7指数实测数据,开展提前7天的预测实验。结果表明,该模型预测相关系数达R=0.95,均方根误差(RMSE)为11.27 sfu,较单一输入变量模型预测误差降低7.5%,其中对太阳活动峰年区间的预测精度提升尤为显著(误差降低8.5%)。通过系统的分析与实验验证,证明该混合模型能有效刻画复杂太阳活动特征,充分挖掘SSN序列蕴含的信息价值,能显著提升F10.7指数序列预测的准确性与可靠性。
     

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2025-09-09
  • 录用日期:  2026-01-30
  • 修回日期:  2025-11-14
  • 网络出版日期:  2026-03-12

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