两种样本输入方式下基于GRNN的日长变化预报结果的比较

针对广义回归神经网络用于日长变化预报过程中,样本的输入方式对预报结果的影响进行了研究。采用2种输入方式:即样本按不同跨度输入以及按连续输入,对日长变化进行预报。最终证明不同的样本输入方式对日长变化预报精度的影响较大,样本按跨度输入在超短期预报中预报精度较高,样本采用连续输入的方式在短期和中期预报中预报精度较高。     

基于LS+AR模型的三种方式预报地球自转参数的比较

为研究最小二乘(least squares,LS)模型和自回归(autoregression,AR)模型的组合(LS+AR)方法用于地球自转参数(Earth rotation parameters,ERP)的预报时,不同的预报方式对预报结果的影响,我们采用递推、迭代和间隔这3种预报方式对ERP进行预报。结果表明,这3种方式对日长变化(length of day,LOD)所有跨度预报的精度相当,而递推方式在极移所有跨度的预报上表现出精度优势,间隔方式次之,迭代方式最差。在数据利用率和计算速度方面,递推和迭代方式的数据利用率高,但前者的计算量明显小于后者,而间隔方式的数据利用率低,但计算速度最快。     

考虑LS+AR模型基础数据量的极移预报研究

针对目前极移最小二乘(Least Square, LS)+自回归(AutoRegressive, AR)预报模型的单一数据选取方案, 提出分别考虑LS模型数据量和AR残差数据量的组合数据模式, 并对极移预报时单一数据和组合数据预报结果精度进行分析, 探讨模型输入数据量对极移预报精度的影响. 结果表明, 模型输入数据量的变化对极移预报结果影响较大. 采用组合数据预报的方式相比较于单一数据量预报方式精度更高, 特别是针对30--360 d跨度内的中长期预报, 组合数据量的极移预报精度可比单一数据量预报精度有较大改善. 结论证明组合数据在极移预报时具有一定的优势, 可为以后极移预报数据量选取提供一定的借鉴参考意义.     

跳步自回归模型在中长期日长变化预报中的应用

利用自回归模型进行日长变化中长期预报时,预报精度逐渐降低.跳步自回归模型在中长期的预报中具有良好的预报精度,且具有较好的预测稳定性.因此,尝试采用跳步自回归模型替代自回归模型进行日长变化预报.最后,利用国际地球自转参数与参考系服务(International Earth Rotation and Reference Systems Service,IERS)提供的EOP08 C04日长变化序列进行实验,并分析比较两种模型的预报结果.实验结果表明,跳步自回归模型用于改善自回归模型中长期预报精度是可行有效的.     

顾及最小二乘拟合端点效应的日长变化预报

针对日长(Length Of Day,LOD)变化预报中最小二乘(Least Squares,LS)拟合存在端点效应的问题,采用时间序列分析方法对日长变化序列进行端点延拓,形成一个新序列,然后用新序列建立最小二乘模型,最后再结合最小二乘模型和自回归(Autoregressive,AR)模型对原始日长变化序列进行预报。实验结果表明,在日长变化序列两端增加统计延拓数据,能有效减小最小二乘拟合序列的端点畸变,从而提高日长变化的预报精度,尤其对中长期预报精度提高明显。     

基于混沌时间序列的Volterra自适应滤波极移预报方法

针对极移复杂的时变特性, 根据混沌相空间坐标延迟重构理论, 提出一种基于Volterra自适应滤波的极移预报方法. 首先, 利用最小二乘拟合算法分离极移序列中的线性趋势项、钱德勒项和周年项, 获得线性极移、钱德勒极移和周年极移的外推值; 其次, 通过C-C关联积分法对最小二乘拟合残差序列进行相空间重构, 并利用小数据量法计算残差序列的最大Lyapunov指数验证其混沌特性, 在此基础上, 构建Volterra自适应滤波器对残差序列进行预测; 最后, 将线性极移、钱德勒极移和周年极移的外推值以及最小二乘拟合残差的预测值相加获得极移最终预报值. 利用国际地球自转服务局(International Earth Rotation and Reference Systems Service, IERS)提供的极移数据进行1--60d跨度预报, 并将预报结果分别与国际地球定向参数预报比较竞赛(Earth Orientation Parameters Prediction Comparison Campaign, EOP PCC)结果和IERS A公报发布的极移预报产品进行对比, 结果表明: 对于1--30d的短期预报, 该方法的预报精度与EOP PCC最优预报方法相当, 当预报跨度超过30d时, 该方法的预报精度低于EOP PCC最优预报方法, 优于参与EOP PCC的其他方法; 与IERS A公报相比, 该方法的短期预报效果较好, 当预报跨度增加时预报精度低于IERS A公报. 预报结果表明该方法更适合于极移短期预报.     

太阳辐射指数F_(10.7)的中期预报方法

在低轨卫星的轨道计算中需要输入太阳辐射指数,它常用来描述太阳活动对高层大气密度的直接影响以及对轨道摄动的间接影响.因此太阳辐射指数的精度将影响轨道预报的精度.以太阳活动27 d短期震荡规律为基础,研究了一种利用135 d的辐射指数历史数据对F_(10.7)进行54 d中期预报的方法,能够预测太阳在未来2个自转周内辐射指数的变化.通过与其他预报方法的比较,表明:(1)该方法显著优于传统的三角函数长期预报法;(2)短期预报7 d时方法略优于美国空间天气预报中心(Space Weather Prediction Center,SWPC)的方法,RMS(Root Mean Square)下降约19%;(3)中期预报27 d时该方法与国内常用的54阶自回归模型精度基本相当,但方法的参数和需要的历史资料都明显减少,在轨道计算中使用更为简便,而且精度稳定,在54 d时预报值和实测值之间的相关系数仍然优于0.92.该方法的特点是只利用辐射指数较少的历史资料,不需要额外的太阳观测资料作支撑,能进行长达54 d的中期预报,为航天任务中的轨道中短期预报提供合理、可靠的辐射指数.     

大气角动量函数在日长变化非线性预报中的重要作用

日长变化具有复杂的时变特性,传统的线性时间序列分析方法往往难以取得良好的预报效果.采用非线性人工神经网络技术对日长变化进行预报,网络模型的拓扑结构由最小均方误差法来确定.考虑到日长变化与大气环流运动间的密切关系,在神经网络预报模型中引入轴向大气角动量序列.结果表明,联合日长和大气角动量序列,比起单独采用日长资料,预报精度得到显著的提高.     

基于深度学习的太阳F_10.7辐射通量的短期预报研究

F_10.7太阳辐射通量作为输入参数被广泛运用于大气经验模型、电离层模型等空间环境模型,其预报精度直接影响航天器轨道预报精度.采用时间序列法统计了太阳辐射通量F10.7指数和太阳黑子数(SSN)的关系,给出了两者之间的线性关系,在此基础上提出了一种基于长短时记忆神经网络(Long and Short Term Memory,LSTM)的预报方法,方法结合了54 d太阳辐射通量指数和SSN历史数据来对F_10.7进行未来7 d短期预报,并与其他预报方法的预报结果进行了比较,结果表明:(1)所建短期预报7 d方法模型的性能优于美国空间天气预报中心(Space Weather Prediction Center, SWPC)的方法,预测值和观测值的相关系数(CC)达到0.96,同时其均方根误差约为11.62个太阳辐射通量单位(sfu),预报结果的均方根误差(RMSE)低于SWPC,下降约11%;(2)对预测的23、24周太阳活动年结果统计表明,太阳活动高年的第7 d F10.7指数预报平均绝对百分比误差(MAPE)最优可达12.9%以内,低年最优可达2...     

广义回归神经网络在日长变化预报中的应用

传统的日长变化预报多是基于线性模型,如最小二乘模型、自回归模型等,但是日长变化包含了复杂的非线性因素,线性模型预报的效果往往不甚理想.所以尝试使用一种非线性神经网络—广义回归神经网络(GRNN)模型进行日长变化预报,并将结果与使用BP (Back Propagation)神经网络模型和其它模型的预报结果进行比较.结果表明,GRNN用于日长变化预报是高效可行的.     

NTSC—PTB链路的GPS全视法时间比对数据分析

采用通过中国科学院国家授时中心(NTSC)GPS单、双频这2类观测设备得到的实测数据,进行了NTSC—PTB(physikalisch-technische bundesanstalt(Germary))链路的全视法比对计算和分析。利用这2类设备得到的GPS AV(全视)的结果与BIPM公布的AV方法的A类不确定度一致,从而确定国家授时中心的2类GPS观测设备的性能达到了国际同类水平。如果对双频观测设备时延校准后,采用P3类型进行比对,有望将NTSC现有的比对精度提高50%。     

1.26米红外望远镜电控系统软件设计与实现

2011年,国家天文台兴隆基地1.26 m红外望远镜进行了全面升级改造。主要讲述望远镜电控系统软件的设计与实现,用于实现望远镜各种观测策略和运动方式的自动化操作。为了提高稳定性和可靠性,软件基于有限状态机原理设计,定义了望远镜的状态集和动作集,以及各个状态间的状态转换图;同时给出了望远镜常见异常及其处理方式,并在本地控制的基础上提供远程控制接口,使得望远镜可方便纳入兴隆基地望远镜集中控制系统。该软件及其设计思想可推广至我国其他中小口径望远镜。     

Direct measurement of effective electro conductivity of turbulent liquid metal

Direct measurement of effective electro conductivity are performed in a nonstationary turbulent flow of liquid gallium, generated in a closed toroidal channel. The peak level of the Reynolds number reached Re ≈ 10⁶, what corresponds to the magnetic Reynolds number Rm ≈ 1. The conductivity of the liquid metal was determined measuring the phase shift between sinusoidal voltage and current in the RLC‐circuit, the inductance of which was made by the toroidal coil embracing the channel. The maximal deviation of electrical conductivity from its ohmic value reaches about 1%. (© 2008 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

CMMB信号抗多径性能的分析与仿真

从CMMB（中国移动多媒体广播）体系结构入手,研究了CMMB信号抗多径性能。以信号中有、无循环前缀（CP）为例给出了抗多径性能的详细推导,通过Matlab 7．1对该系统在典型动态多径信道情况下的性能进行了仿真。结果表明：该系统有很强的抗多径能力,在信噪比为30dB时接收CMMB信号与接收普通OFDM（正交频分复用）信号相比,误码率有2个量级的改善,有利于提高导航定位的精度。     

Silicon-on-Insulator-Based Single-Chip Image Sensors: Low-Voltage Scientific Imaging

A low-voltage (≤3.3 V) imaging technology has been developed to enable scientific-grade imagers with low-power complex functions on chip. A 128 × 128 CCD imager with on-chip clocking and charge-domain analog-to-digital conversion, as well as an exploratory active pixel sensor have been demonstrated. A 640 × 960 CCD imager with optimized 12 bit charge-domain conversion and an improved active pixel sensor are presently in fabrication. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

In-flight Performance of the Advanced Camera for Surveys CCDs

The Advanced Camera for Surveys (ACS), installed in the Hubble Space telescope in March 2002, will significantly extend HST's deep, survey imaging capabilities. ACS has met, or exceeded, all of its key performance specifications. In this paper we briefly review the in-flight performance of the instrument's CCD detectors and preview early ACS science observations. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

计算机控制的高精度频率源设计

通过对通用串行总线(USB)协议和直接数字合成(DDS)技术的研究和分析,设计实现了一种采用DDS技术的高精度频率源,并且能通过计算机应用软件对其进行实时控制.给出了该设计的硬件结构与部分关键程序的结构,同时给出了对该设计性能参数的测量结果,并对其进行了简单分析和探讨.     

中高轨卫星广播星历精度分析

GPS广播星历参数具有物理意义明确、参数少、精度高等优点,可以考虑将它应用于其他卫星导航系统。但是GPS系统的卫星构成比较单一,而其他卫星导航系统可能包含中地球轨道 (MEO)、倾斜地球同步轨道(IGSO)和地球静止轨道(GEO)等多种不同类型的中高轨卫星。分析了采用GPS广播星历参数时,MEO、IGSO和GEO卫星的广播星历拟合精度,特别讨论了轨道倾角接近于0的GEO卫星的广播星历拟合精度,并给出了相应的改进措施。计算表明,对于 MEO卫星,2 h的广播星历拟合精度(三维位置)可达厘米级;对于IGSO卫星和轨道倾角较大的GEO卫星,4 h的广播星历拟合精度约为0．1 m,径向位置误差在厘米量级;而对于轨道倾角接近于0的GEO卫星,若不采取特殊措施,由于轨道倾角和升交点经度统计相关,其广播星历拟合精度很差,为此提出了一种坐标转换方法。采用此方法后的广播星历拟合精度可达0．1 m,径向位置误差为厘米量级。     

Optical Photometric Observations of 7-Ray Loud Blazars

We report results of our optical photometric observations of ten gamma-ray loud blazers, namely: 0219+428 (3C66A), PKS 0420-014 (OA 129), S5 0716+714, 0754+100 (OI 090.4), 0827+243 (OJ248), 1652+398 (Mrk 501), 2200+420 (BL Lacertae), 2230+114 (CTA 102), 2251+158 (3C 454.3) and 2344+514. The observations were carried out in September-October, 2000 using the 70 cm optical telescope at Abstumani Observatory, Georgia. We found intra-day variations in 0420-014, S5 0716+714, BL Lacertae and CTA 102. A variation of 0.3 magnitude over a time scale of about 3 hours was observed in the R passband in BL Lacertae on JD 2451827. We did not detect any variation in 3C 66A, Mrk 501, or 3C 454.3 during our observations. Nor did we detect any clear evidence of variation in 1ES 2344+514 during our two weeks' observing run of the TeV gamma-ray source.     

应用ATA的对数周期馈源方案于FAST的可能性探讨

介绍应用于美国凤凰计划的Allen望远镜阵(ATA)的对数周期馈源(LPA)概况，初步给出此种馈源的基本参数及性能，仿真估算了其驻波比和方向图，并结合正在进行中的我国500m孔径球面射电望远镜(FAST)计划，探讨了应用这种宽带馈源的可能性及其限制。