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基于白谱法指数群驱动的全球电离层TEC深度学习预报研究 “纪念肖佐教授诞辰90周年”专刊

孙嘉豪 王劲松 陈洲

孙嘉豪, 王劲松, 陈洲. 基于白谱法指数群驱动的全球电离层TEC深度学习预报研究 “纪念肖佐教授诞辰90周年”专刊[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2026-0022
引用本文: 孙嘉豪, 王劲松, 陈洲. 基于白谱法指数群驱动的全球电离层TEC深度学习预报研究 “纪念肖佐教授诞辰90周年”专刊[J]. 空间科学学报. doi: 10.11728/cjss2026-0022
Research on Global Ionospheric TEC Deep Learning Forecasting Based on Spectral Whitening Method Index Group Special Issue Commemorating the 90th Birthday of Professor Xiao Zuo[J]. Chinese Journal of Space Science. doi: 10.11728/cjss2026-0022
Citation: Research on Global Ionospheric TEC Deep Learning Forecasting Based on Spectral Whitening Method Index Group Special Issue Commemorating the 90th Birthday of Professor Xiao Zuo[J]. Chinese Journal of Space Science. doi: 10.11728/cjss2026-0022

基于白谱法指数群驱动的全球电离层TEC深度学习预报研究 “纪念肖佐教授诞辰90周年”专刊

doi: 10.11728/cjss2026-0022
基金项目: 中国气象局电离层天气预报预警青年创新团队(CMA2024QN09);中国气象局空间天气监测预警重点创新团队(CMA2024ZD01);国家重点研发计划青年科学家项目(2025YFF0522000)

Research on Global Ionospheric TEC Deep Learning Forecasting Based on Spectral Whitening Method Index Group Special Issue Commemorating the 90th Birthday of Professor Xiao Zuo

  • 摘要: 全球电离层总电子含量(TEC)的时空演化直接决定了全球导航卫星系统(GNSS)的定位精度与通信系统的可靠性,实现其精准预报是空间天气研究的关键挑战。然而,现有的电离层预报模型多依赖传统的太阳活动指数(如F10.7)与地磁指数(如Kp、Dst)作为驱动。这些传统指数往往存在时间分辨率低、更新不频繁等问题,从而限制了数据驱动模型在极端空间天气条件下的预报性能。针对上述问题,本研究提出了一种基于白谱法(SWM)的指数群,创新性地引入高纬扰动指数以全链条表征日地能量耦合过程,并结合DNN与3D Swin Transformer构建了两阶段深度学习预报框架。实验结果表明,SWM指数在保持与传统指数高度相关的同时,凭借其高频物理特征加速了模型收敛并提升了稳定性。对比测试显示,SWM驱动模型的性能显著优于IRI-2020经验模型,且能有效抑制长时效预报中的误差累积。研究证实,该体系凭借优异的实时更新能力与对极端扰动的捕捉能力,为构建高性能、业务化的全球空间天气预报系统提供了可靠的新路径。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2026-01-27
  • 录用日期:  2026-08-13
  • 修回日期:  2026-07-12
  • 网络出版日期:  2026-09-01

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