(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111200643.7 (22)申请日 2021.10.15 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113642261 A (43)申请公布日 2021.11.12 (73)专利权人 南京信息 工程大学 地址 210044 江苏省南京市浦口区宁六路 219号 (72)发明人 武业文　杨建伟　来鹏　李丹　 周鸿玲　曾实　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 代理人 俞翠华 (51)Int.Cl. G06F 30/27(2020.01)G06K 9/62(2006.01) G06F 111/08(2020.01) (56)对比文件 CN 113325463 A,2021.08.31 US 201819616 3 A1,2018.07.12 CN 10734612 2 A,2017.1 1.14 邓忠新等.中国地区电离层TE C暴扰动研究. 《地球物理学报》 .2012,第5 5卷(第7期),第1-8 页. 黄庆铭.负相电离层骚扰及其日地相关 关 系. 《空间科 学学报》 .1985,第1- 5页. 武业文等.极区电离层 在磁坐标系下的世界 时变化特 征研究. 《极地研究》 .2020,第1-10页. 审查员 李会 (54)发明名称 一种电离层TE C扰动判定方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种电离层TEC扰动判定方法 及系统， 包括计算出修正的电离层扰动指数； 基 于所述修正的电离层扰动指数， 利用交叉验证 法 对电离层扰动比例进行处理， 确定出电离层扰动 最佳比例及对应的电离层扰动指数临界值， 进而 完成电离层扰动状态的判定。 本发 明提出一种电 离层TEC扰动判定方法及系统， 通过修正归一化 电离层指数、 提出交叉验证 法判定电离层扰动比 例， 实现电离层TE C扰动判定 。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 113642261 B 2022.01.28 CN 113642261 B 1.一种电离层TE C扰动判定方法， 其特 征在于， 包括： 计算出修 正的电离层扰动指数； 基于所述修正的 电离层扰动指数， 利用交叉验证法对电离层扰动比例进行处理， 确定 电离层扰动最佳比例及对应的电离层扰动指数临界值， 进 而完成电离层扰动状态的判定； 所述电离层扰动最佳比例的确定方法包括： 基于修正的电离层扰动指数， 计算出第一 概率密度函数； 将修正的电离层扰动指数分为若干组数据， 各组数据中均包括测试集和训练集； 基于每组数据中的训练集， 计算出第二 概率密度函数； 定义电离层扰动比例为α， 基于所述第一概率密度函数， 将上下α/2分位点对应的电离 层扰动指数值作为电离层扰动状态或平静期判定的临界值； 计算出不同电离层扰动比例下， 第一概率密度函数和第二概率密度函数的误差平方 和； 将所述误差平方和带入基于交叉验证法构建的优化模型 的目标函数， 计算出电离层扰 动最佳比例和对应的电离层扰动指数临界值 所述测试集和训练集 通过以下 方法确定： 将电离层TE C数据按照年份分成n份数据； 从n份数据中选择第1份为测试集， 剩余的n ‑1份作为训练集， 测试集和训练集组成第1 组数据； 从n份数据中选择第2份为测试集， 剩余的n ‑1份作为训练集， 测试集和训练集组成第2 组数据； 依次类推， 共形成n组数据； 所述第一 概率密度函数的计算公式为； 所述第二 概率密度函数的计算公式为： 其中， fall(x)表示第一概率密度函数， fm(x)表示第二概率密度函数， nall表示所有修正 的电离层扰动指 数数据样本的个数， nm表示各分组数据中训练集含有的数据样本的个数， x 表示可取任意值的自变量， xi为数据样本的电离层扰动指数值， h为窗宽或光滑参数， h>0， n 为数据样本总数， 为核函数。 2.根据权利要求1所述的一种电离层TEC扰动判定方法， 其特征在于， 所述修正的电离 层扰动指数的计算方法具体包括： 计算电离层TE C的相对变化 值； 基于所述电离层TE C的相对变化 值， 计算出修 正的电离层扰动指数。 3.根据权利 要求2所述的一种电离层TEC扰动判定方法， 其特征在于， 所述电离层TEC的 相对变化 值的计算公式为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113642261 B 2其中， PTEC(day,t)表示电离层TEC的相对变化值， day表示 日期， t表示时间， OTEC(day,t)表示 电离层TEC观测值， RTEC(day,t)表示电离层TEC背景值， 为day前后M天t时刻的2M+1个电离层 TEC的中值。 4.根据权利要求2或3所述的一种电离层TEC扰动判定方法， 其特征在于， 所述修正的电 离层扰动指数的计算公式为： 其中， NTEC(day,t)表示修正的电离层扰动 指数， day表 示日期， t表 示时间， PTEC(day,t)表示电 离层TEC的相对变化 值， μ表示PTEC(day,t)各季节的均值， σ 表示PTEC(day,t)在各季节的标准差 。 5.根据权利要求1所述的一种电离层TEC扰动判定方法， 其特征在于： 所述不同电离层 扰动比例下， 第一 概率密度函数和第二 概率密度函数的误差平方和的计算公式为： 其中， α ＝1,2, …,qu， qu＝40， j＝1,2, …,n， n代表组数， 代表第j组扰动比例为α 时第 一概率密度函数和 第二概率密度函数的误差平方和， N代表所有电离层TEC数据的总个数， m 代表训练数据的总个数， m'为通过不同分位点值选取的修正的电离层扰动指数数据的总个 数， 对应的修 正的电离层扰动指数值 为 6.根据权利要求5所述的一种电离层TEC扰动判定方法， 其特征在于： 所述基于交叉验 证法构建的优化模型的目标函数的表达式为： 其中， 为交叉验证均方差 。 7.一种电离层TE C扰动判定系统， 其特 征在于： 包括： 存 储介质和处 理器； 所述存储介质用于存 储指令； 所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1 ‑6中任一项所述的方 法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113642261 B 3