LSTM神经网络在太阳F10.7射电流量中期预报中的应用

F_10.7指数作为大气密度经验模型的重要输入参量,其预报精度直接影响航天器轨道预报精度.研究发现,太阳活动表现出长时间尺度上平均11年和中短时间尺度平均27天的周期性变化特征.依据这一观测事实,基于长短期记忆单元（Long Short-term Memory,LSTM）递归神经网络方法进行F_10.7指数未来27天的中期预报.利用一个连续长时段F_10.7数据作为训练数据,构建LSTM神经网络训练和预测模型,分别预测太阳活动高低年未来27天的F_10.7指数.结果表明,太阳活动高年的第27天F_10.7指数预报平均相对误差最优可达10%以内,低年最优可达2%以内.      

红外成像系统中带有距离修正的目标能量预测方法

针对红外成像系统中目标遮挡后需要进行能量预测的实际情况,提出了一种基于距离修正的Kalman灰度预测方法,建立能量和距离之间的状态方程,通过装订的距离和观测到的目标能量来预测实际的目标能量,并结合具体的试验数据,与三阶状态向量Kalman滤波预测和 滤波预测做了对比,仿真结果表明,该滤波方法是正确有效的。     

氢化锂含氚量变化之数学模型的测定

氢化锂含氚量的实际及化与氚的自然衰变规律并不完全一致,为了测定其变化规律,对贮存中的氢化锂含氚量进行了长时间跟踪测量。本文利用实测数据与多项式回归法,结合氚的衰变规律建立了氢化锂含氚量变化的数学模型,此模型在测量点具有很低的预测误差。     

丁腈橡胶硫化胶在乙二醇中的加速老化失效及寿命预测

为了研究丁腈橡胶硫化胶在乙二醇中老化过程中的性能变化,预测其在乙二醇中的寿命,采用了高温加速老化失效的方法,考察了丁腈橡胶硫化胶在70℃,90℃,110℃乙二醇中的失重、力学性能变化、断面形貌.并以扯断伸长率作为指标,根据阿伦尼乌斯方程,推出老化速度常数和温度的关系.结果表明:丁腈橡胶与乙二醇介质之间有物质交换,并且丁腈橡胶失重;丁腈橡胶在乙二醇中出现片状结构并脆化,产生孔洞和裂纹;可以采用加速老化失效的方法推测丁腈橡胶在乙二醇中的寿命.     

超声速拦射导弹的一种预测变结构中制导律

针对攻击超声速大机动目标的超声速拦射导弹的中制导律设计问题,基于变结构控制理论并结合预测导引的思想提出一种预测变结构中制导律。该制导律能够零化导弹速度前置角,交班时过载较小,从而很好地满足中末交班要求。通过调节预测步长,在目标作大机动的情况下,既能保证中末交班时几乎为零的导弹速度前置角,又能有效地减小交班时导弹法向过载。最后在Matlab/Simulink环境下对攻击超声速蛇形机动目标进行了仿真,仿真结果表明了所设计的制导律的正确性和攻击超声速大机动目标的有效性。     

流场特性预测的两类高效方法

在多因素多水平试验设计方法建立数据库的基础上,提出了预测流场特性的两类高效方法:一类是响应面方法;一类是小波神经网络方法.典型算例表明,两类方法都可以高效率的获取流场特性参数,而且在预测的精度与计算的效率上,小波神经网络方法较响应面方法更具有优势.      

太阳10.7 cm射电流量中期预报模型研究(Ⅱ)

太阳活动指数中期预报一直是空间环境业务预报的难点之一.本文在自回归方法模型的基础上,利用太阳活动区面积、位置等参数与10.7cm辐射流量之间的定量关系,根据活动区面积衰减规律,建立了一个基于活动区参数及演化规律的改进型太阳活动指数中期预报模型.通过对预报测试实例分析发现,在日面出现较大活动区导致F_(10.7)迅速增长并超过历史数据峰值的情况,在日面活动区消亡导致指数突然出现平静期的情况,新模型的预报准确性相比自回归模型有很大提高,预报的平均相对误差下降约5%～9%.由此可见,新模型在某些特定条件下提高了原有模型的精度.该研究为提高业务型太阳10.7cm射电流量中期预报模型的预报精度奠定了基础.     

Modeling and experimental study of the 27-day variation of galactic cosmic-ray intensity for a solar wind velocity depending on heliolongitude

We develop a three-dimensional (3-D) model of the 27-day variation of galactic cosmic-ray (GCR) intensity with a spatial variation of the solar wind velocity. A consistent, divergence-free interplanetary magnetic field is derived by solving the corresponding Maxwell equations with a variable solar wind speed, which reproduces in situ observed experimental data for the time interval to be analyzed (24 August 2007–28 February 2008). We perform model calculations for the GCR intensity using the variable solar wind and the corresponding magnetic field. Results are compatible with experimental data; the correlation coefficient between our model predictions and observed 27-day GCR variation is 0.80 ± 0.05.     

Enhancement of solar wind low-energy energetic particles as precursor of geomagnetic disturbance in operational geomagnetic forecast

A study of the relationship between solar wind low-energy energetic particles using data from the Electron, Proton, and Alpha Monitor (EPAM) onboard the Advanced Compositional Explorer spacecraft (ACE) and geomagnetic activity using data from Canadian magnetic observatories in Canada’s polar cap, auroral zone, and subauroral zone was carried out for a period spanning 1997–2005. Full halo coronal mass ejections (CMEs) were used to gauge the initial particle enhancements and the subsequent geomagnetic activity. It was found that maximum geomagnetic activity is related to maximum particle enhancements in a non-linear fashion. Quadratic fit of the data results in expressions that can be easily used in an operational space weather setting to forecast geomagnetic disturbance quantitatively. A superposed epoch analysis shows increase in particle flux level starts hours before geomagnetic activity attains its peak, affirming the precursory nature of EPAM particles for the impending geomagnetic impact of CME. This can supplement the decision process in formulating geomagnetic warning after the launch of CME from the Sun but before the arrival of shock at Earth. The empirical relationships between solar wind low-energy energetic particles and geomagnetic activity revealed in this statistical study can be easily codified, and thus utilized in operational space weather forecast to appraise the geoeffectiveness of the CME and to provide a quantitative forecast for maximum geomagnetic activity in Canada’s polar cap, auroral zone, and subauroral zone after the occurrence of a CME.     

武汉上空MLT中准16日波的流星雷达观测

利用武汉流星雷达2002年2月20日至2003年11月10日的观测数据,研究了武汉上空中间层-低热层(MLT)中的准16日波,即周期范围在12—20天的行星波。分析结果表明,16日波的纬向成分通常比经向成分要强．(1)在2002年和2003年,波振幅最强都出现在当年的秋季(约9月10日—10月10日)．Lomb-Scargle(L-S)谱分析得到振幅最大值约为16m／s．2002年夏季出现了同年次最强的波动,但2003年没有发现这一现象．两年的冬季都没有出现强的16日波．(2)2002年,在86—98km处波动较强,最大振幅(约16m／s)出现在90km、94km处,而2003年低高度的波动要比较高高度的波动强．武汉上空MLT中,秋季的16日波是能量上传的波动,即它的源在较低的大气层．2002年夏季的波动的能量是下行的,波源可能在南半球．