基于TDBO-XGB模型的电离层闪烁预测方法

作     者：黎霏 孙希延 纪元法 梁文斌 嵇建波 

作者机构：桂林电子科技大学广西精密导航技术与应用重点实验室 桂林电子科技大学信息与通信学院 桂林电子科技大学时空信息与智能位置服务国际合作联合实验室 广西产研院时空信息技术研究所有限公司 桂林航天工业学院 

出 版 物：《电讯技术》 (Telecommunication Engineering)

年 卷 期：2024年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 070802[理学-空间物理学] 07[理学] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0708[理学-地球物理学] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：广西科技厅项目(桂科AA23062038,桂科AD22080061,桂科AB23026120) 国家自然科学基金(U23A20280,62161007,62061010) “认知无线电与信息处理”教育部重点实验室2023年主任基金项目(CRKL220102) 广西研究生教育创新计划项目(YCSW2024329) 

主　　题：电离层 电离层闪烁预测 机器学习 优化算法 

摘      要：针对电离层闪烁预测困难和预测模型精度低的问题，提出基于XGBoost机器学习模型（XGB）并结合混沌映射改进蜣螂优化算法（Tent Dung Beetle Optimizer， TDBO）的TDBO-XGB电离层闪烁预测模型，利用2020年1月1日至2024年3月21日香港HKOH站日落前五小时与电离层闪烁相关的背景电离层参数，对日落后三小时电离层是否发生闪烁事件进行预测建模，并利用模型对六组不同组合的背景电离层参数进行预测分析。结果表明，TDBO-XGB模型预测电离层闪烁发生的准确率达93.72%，比单一默认参数的XGB模型提高1.94%；在利用不同组合参数作为输入数据的闪烁预测中，表征太阳活动的参数对电离层闪烁预测模型的预测结果起提升作用，且使用站点东侧南北两半球沿经度线的TEC变化数据对电离层闪烁进行预测的效果提升显著。