地球靜止軌道高能電子通量在線預(yù)測模型*

劉　帥，李　智，林瑞淋，龔建村，劉四清

(1. 裝備學(xué)院 航天指揮系， 北京　101416； 2. 中國科學(xué)院 國家空間科學(xué)中心， 北京　100190)

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地球靜止軌道高能電子通量在線預(yù)測模型*

劉帥1，李智1，林瑞淋2，龔建村2，劉四清2

(1. 裝備學(xué)院 航天指揮系， 北京101416； 2. 中國科學(xué)院 國家空間科學(xué)中心， 北京100190)

摘要：利用粒子群優(yōu)化算法和最小二乘支持向量機，建立地球靜止軌道高能電子通量在線預(yù)測模型。針對粒子群優(yōu)化算法，提出一種新的粒子群多樣性測度計算方法，有效改善其早熟收斂現(xiàn)象。運用改進的粒子群優(yōu)化算法優(yōu)化最小二乘支持向量機的正則化參數(shù)和核參數(shù)。利用滑動時間窗口策略更新模型數(shù)據(jù)，選擇觸發(fā)機制以及模型的再學(xué)習(xí)機制為設(shè)計變量，實現(xiàn)模型的在線預(yù)測功能。對2000年電子通量監(jiān)測數(shù)據(jù)和相關(guān)太陽風(fēng)、地磁參數(shù)等實際數(shù)據(jù)進行的提前1～3天的預(yù)測實驗，表明所建在線預(yù)測模型具有較高的預(yù)測性能，并具有一定的實用價值。

關(guān)鍵詞：粒子群優(yōu)化算法；最小二乘支持向量機；變量選擇；互信息；距離相關(guān)系數(shù)；高能電子通量

地球靜止軌道位于地球的外輻射帶區(qū)域，軌道上運行著大量的通信、氣象、導(dǎo)航、預(yù)警等衛(wèi)星。外輻射帶區(qū)域的高能電子能量高、穿透性強，可穿透衛(wèi)星防護層并沉積在衛(wèi)星內(nèi)部的電解質(zhì)材料中，長期的積累可形成局部強電場，誘發(fā)介質(zhì)的充放電現(xiàn)象，輕則形成偽信號影響衛(wèi)星工作，重則擊穿絕緣體，導(dǎo)致衛(wèi)星故障甚至永久損壞[1]。因此，采取有效方法對靜止軌道高能電子通量進行預(yù)測，可以輔助操作人員對衛(wèi)星設(shè)備提前采取措施，降低甚至避免高能電子對衛(wèi)星的危害，對保障航天器的安全具有重要的現(xiàn)實意義。……