Метод моделирования и прогнозирования ионосферных данных на основе совмещения вейвлет-преобразования и моделей авторегрессии-проинтегрированного скользящего среднего
- Институт космофизических исследований и распространения радиоволн ДВО РАН, Россия
- Камчатский государственный технический университет, Россия
Работа направлена на создание технологий и программных систем по изучению
временного хода параметров ионосферы, и выявлению аномалий, возникающих в
периоды ионосферных возмущений. Предложен метод моделирования спокойного
(фонового) хода критической частоты ионосферы, основанный на совмещении
кратномасштабного анализа с методами авторегрессии-проинтегрированного
скользящего среднего (АРПСС). Метод позволяет выделить характерный ход
ионосферных данных, построить их прогноз с шагом упреждения пять часов и
выявить аномалии, формирующиеся в периоды ионосферных возмущений.
Применение кратномасштабного анализа позволяет разложить временной ряд на
составляющие и упростить сложную структуру регистрируемых ионосферных
данных. Разработанные на его основе вычислительные алгоритмы обеспечивают
выделение информативных составляющих и подавление шума. Полученные
составляющие моделируются АРПСС-методами. Прогнозирование и анализ
остаточных ошибок моделей позволяют выявить аномалии, формирующиеся в
периоды ионосферных возмущений. Предложенный метод моделирования
ионосферных данных также может быть использован для решения задачи
заполнения пропусков в данных, с учетом их суточного и сезонного хода.
Для оценки метода использовались данные критической частоты ионосферы
станции Паратунка (п-ов Камчатка, ИКИР ДВО РАН), а также данные о полном
электронном содержании в ионосфере над Камчаткой. В процессе моделирования
и анализа остаточных ошибок полученных моделей выделены особенности,
связанные с солнечной активностью, а также возникающие в периоды сильных
землетрясений на Камчатке.