一种太阳质子事件的预测及设备的制作方法
未命名
07-27
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1.本技术涉及太空环境预报技术领域,尤其涉及一种太阳质子事件的预测及设备。
背景技术:
2.太阳质子事件是太阳活动的主要表现之一,本质上是储存在太阳大气磁场中的能量释放的。由于在释放过程中会有大量的高能粒子喷射出来,在地球轨道会观测到高能粒子的强度陡然增加几个数量级,由于从太阳喷射出来的高能粒子绝大部分都是质子,占高能粒子总数的90%以上,所以被称为太阳质子事件。
3.地球磁场可以对这些高能质子有一定的减缓作用,但是,太阳质子事件爆发后,仍然会在很大程度对在轨航天器造成危害,甚至会对地面设施造成影响。在过去的几个太阳活动周期间,执行空间航天任务时发生的若干次异常情况都被证实同太阳活动事件有关联。太阳质子事件的发生带有很大的随机性,现有技术中对太阳质子事件的加速和传播过程还不十分确定,对太阳质子事件预测基本依靠经验预测,准确度较低。
技术实现要素:
4.为至少在一定程度上克服相关技术中对太阳质子事件预测基本依靠经验预测,准确度较低的问题,本技术提供一种太阳质子事件的预测及设备。
5.本技术的方案如下:
6.根据本技术实施例的第一方面,提供一种太阳质子事件的预测方法,包括:
7.获取上一周期的太阳质子影响参数作为输入数据;
8.将所述输入数据输入预先训练的预测模型,得到当前周期的太阳质子事件发生概率;其中,所述太阳质子影响参数包括多种维度,且不同的维度在所述预测模型中配置有不同的预测权重占比;
9.其中,所述太阳质子影响参数的维度至少包括:
10.太阳黑子相对数、太阳黑子群面积、太阳黑子磁场类型、太阳耀斑在日面活动区的经度、太阳软x射线、太阳射电暴、f10.7波段射电流量和1mev能道区域的粒子通量变化;
11.各维度太阳质子影响参数和太阳质子事件发生概率的对应关系至少包括:
12.太阳黑子相对数越高,太阳质子事件发生概率越高;
13.太阳黑子群面积越大,太阳质子事件发生概率越高;
14.太阳黑子磁场类型越多,太阳质子事件发生概率越高;
15.太阳耀斑在日面活动区的经度从东经90
°
到西经90
°
,太阳质子事件发生概率逐渐升高;
16.太阳软x射线爆发强度越高,太阳质子事件发生概率越高;
17.太阳射电暴的类型与太阳质子事件发生概率的对应关系为:ⅱ型与ⅳ型>ⅱ型>ⅳ型>ⅲ型;
18.f10.7波段射电流量越高,太阳质子事件发生概率越高;
19.1mev能道区域的粒子通量增加倍数越多,太阳质子事件发生概率越高。
20.优选地,所述方法还包括:
21.获取历史太阳质子影响参数和太阳质子事件发生概率的对应关系作为样本数据;
22.根据所述样本数据训练所述预测模型,使所述预测模型在输入太阳质子影响参数时,输出各维度太阳质子影响参数对应的太阳质子事件发生概率。
23.优选地,所述方法还包括:
24.在所述预测模型中录入预先配置的各维度对应的预测权重占比;
25.使所述预测模型根据各维度对应的预测权重占比,以及各维度对应的太阳质子事件发生概率,输出最终太阳质子事件发生概率。
26.优选地,所述方法还包括:
27.获取多种维度的太阳质子相关参数;
28.在所述多种维度的太阳质子相关参数中筛选出与太阳质子事件相关度高于预设阈值的维度作为所述太阳质子影响参数。
29.优选地,所述方法还包括:
30.将当前周期的太阳质子影响参数、当前周期的预测结果和当前周期的实测结果作为更新训练数据对所述预测模型进行更新。
31.优选地,各维度太阳质子影响参数和太阳质子事件发生概率的对应关系具体包括:
32.太阳黑子相对数小于50时,太阳质子事件发生概率在0.16-0.18之间;
33.太阳黑子相对数在50-150之间时,太阳质子事件发生概率在0.37-0.39之间;
34.太阳黑子相对数在150-250之间时,太阳质子事件发生概率在0.39-0.41之间;
35.太阳黑子相对数在250-300之间时,太阳质子事件发生概率在0.49-0.51之间;
36.太阳黑子相对数大于300时,太阳质子事件发生概率在0.71-0.73之间;
37.太阳黑子群面积小于150时,太阳质子事件发生概率在0.24-0.26之间;
38.太阳黑子群面积在150-500之间时,太阳质子事件发生概率在0.29-0.31之间;
39.太阳黑子群面积在500-1500之间时,太阳质子事件发生概率在0.39-0.41之间;
40.太阳黑子群面积在1500-2500之间时,太阳质子事件发生概率在0.49-0.51之间;
41.太阳黑子群面积大于2500时,太阳质子事件发生概率在0.59-0.61之间;
42.太阳黑子磁场类型为α时,太阳质子事件发生概率在0.14和0.16之间;
43.太阳黑子磁场类型为β时,太阳质子事件发生概率在0.29和0.31之间;
44.太阳黑子磁场类型为β&γ时,太阳质子事件发生概率在0.39和0.41之间;
45.太阳黑子磁场类型为δ&β&γ时,太阳质子事件发生概率在0.79和0.81之间;
46.太阳耀斑在日面活动区的经度为东经90
°
到东经60
°
时,太阳质子事件发生概率在0.09和0.11之间;
47.太阳耀斑在日面活动区的经度为东经60
°
到东经25
°
时,太阳质子事件发生概率在0.24和0.26之间;
48.太阳耀斑在日面活动区的经度为东经25
°
到西经0
°
时,太阳质子事件发生概率在0.44和0.46之间;
49.太阳耀斑在日面活动区的经度为西经0
°
到西经30
°
时,太阳质子事件发生概率在
0.49和0.51之间;
50.太阳耀斑在日面活动区的经度为西经30
°
到西经60
°
时,太阳质子事件发生概率在0.59和0.61之间;
51.太阳耀斑在日面活动区的经度为西经60
°
到西经90
°
时,太阳质子事件发生概率在0.54和0.56之间;
52.太阳软x射线爆发强度小于c5时,太阳质子事件发生概率在0.14和0.16之间;
53.太阳软x射线爆发强度在c5-c9之间时,太阳质子事件发生概率在0.19和0.21之间;
54.太阳软x射线爆发强度在m1-m4之间时,太阳质子事件发生概率在0.44和0.46之间;
55.太阳软x射线爆发强度在m5-m9之间时,太阳质子事件发生概率在0.69和0.71之间;
56.太阳软x射线爆发强度大于x1时,太阳质子事件发生概率在0.94和0.96之间;
57.太阳射电暴的类型为ⅱ型时,太阳质子事件发生概率在0.80和0.82之间;
58.太阳射电暴的类型为ⅳ型时,太阳质子事件发生概率在0.44和0.46之间;
59.太阳射电暴的类型为ⅱ型与ⅳ型时,太阳质子事件发生概率在0.88和0.9之间;
60.太阳射电暴的类型为ⅲ型时,太阳质子事件发生概率在0.29和0.31之间;
61.f10.7波段射电流量小于100时,太阳质子事件发生概率在0.14和0.16之间;
62.f10.7波段射电流量在100-150之间时,太阳质子事件发生概率在0.24和0.26之间;
63.f10.7波段射电流量在150-200之间时,太阳质子事件发生概率在0.37和0.39之间;
64.f10.7波段射电流量在200-300之间时,太阳质子事件发生概率在0.49和0.51之间;
65.f10.7波段射电流量大于300时,太阳质子事件发生概率在0.64和0.66之间;
66.1mev能道区域的粒子通量增加倍数为1-5倍时,太阳质子事件发生概率在0.09和0.11之间;
67.1mev能道区域的粒子通量增加倍数为5-10倍时,太阳质子事件发生概率在0.39和0.41之间;
68.1mev能道区域的粒子通量增加倍数为10-50倍时,太阳质子事件发生概率在0.64和0.66之间;
69.1mev能道区域的粒子通量增加倍数为50-100倍时,太阳质子事件发生概率在0.74和0.76之间;
70.1mev能道区域的粒子通量增加倍数为100-300倍时,太阳质子事件发生概率在0.84和0.86之间;
71.1mev能道区域的粒子通量增加倍数大于300倍时,太阳质子事件发生概率在0.97和0.99之间。
72.根据本技术实施例的第二方面,提供一种太阳质子事件的预测设备,包括:
73.处理器和存储器;
74.所述处理器与存储器通过通信总线相连接:
75.其中,所述处理器,用于调用并执行所述存储器中存储的程序;
76.所述存储器,用于存储程序,所述程序至少用于执行如以上任一项所述的一种太阳质子事件的预测方法。
77.本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果:本技术中的太阳质子事件的预测方法,包括:获取上一周期的太阳质子影响参数作为输入数据;将输入数据输入预先训练的预测模型,得到当前周期的太阳质子事件发生概率;其中,太阳质子影响参数包括多种维度,且不同的维度在预测模型中配置有不同的预测权重占比。其中,所述太阳质子影响参数的维度至少包括:太阳黑子相对数、太阳黑子群面积、太阳黑子磁场类型、太阳耀斑在日面活动区的经度、太阳软x射线、太阳射电暴、f10.7波段射电流量和1mev能道区域的粒子通量变化;各维度太阳质子影响参数和太阳质子事件发生概率的对应关系至少包括:太阳黑子相对数越高,太阳质子事件发生概率越高;太阳黑子群面积越大,太阳质子事件发生概率越高;太阳黑子磁场类型越多,太阳质子事件发生概率越高;太阳耀斑在日面活动区的经度从东经90
°
到西经90
°
,太阳质子事件发生概率逐渐升高;太阳软x射线爆发强度越高,太阳质子事件发生概率越高;太阳射电暴的类型与太阳质子事件发生概率的对应关系为:ⅱ型与ⅳ型>ⅱ型>ⅳ型>ⅲ型;f10.7波段射电流量越高,太阳质子事件发生概率越高;1mev能道区域的粒子通量增加倍数越多,太阳质子事件发生概率越高。本技术中的技术方案中,将与太阳质子事件发生关联性较强的参数作为太阳质子影响参数,且由于不同输入参数之间的非耦合性,用户可以灵活配置和选择各维度的太阳质子影响参数在预测模型中的预测权重占比,通过本技术中的预测模型,在根据不同维度的太阳质子影响参数对太阳质子事件发生概率进行预测时,准确率更高。
78.应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本技术。
附图说明
79.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本技术的实施例,并与说明书一起用于解释本技术的原理。
80.图1是本技术一个实施例提供的一种太阳质子事件的预测方法的流程图;
81.图2是本技术一个实施例提供的一种太阳质子事件的预测设备的结构示意图。
82.附图标记:处理器-21;存储器-22。
具体实施方式
83.这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
84.实施例一
85.图1是本技术一个实施例提供的一种太阳质子事件的预测方法的流程图,参照图1,一种太阳质子事件的预测方法,包括:
86.s11:获取上一周期的太阳质子影响参数作为输入数据;
87.s12:将输入数据输入预先训练的预测模型,得到当前周期的太阳质子事件发生概率;其中,太阳质子影响参数包括多种维度,且不同的维度在预测模型中配置有不同的预测权重占比;
88.其中,太阳质子影响参数的维度至少包括:
89.太阳黑子相对数、太阳黑子群面积、太阳黑子磁场类型、太阳耀斑在日面活动区的经度、太阳软x射线、太阳射电暴、f10.7波段射电流量和1mev能道区域的粒子通量变化;
90.各维度太阳质子影响参数和太阳质子事件发生概率的对应关系至少包括:
91.太阳黑子相对数越高,太阳质子事件发生概率越高;
92.太阳黑子群面积越大,太阳质子事件发生概率越高;
93.太阳黑子磁场类型越多,太阳质子事件发生概率越高;
94.太阳耀斑在日面活动区的经度从东经90
°
到西经90
°
,太阳质子事件发生概率逐渐升高;
95.太阳软x射线爆发强度越高,太阳质子事件发生概率越高;
96.太阳射电暴的类型与太阳质子事件发生概率的对应关系为:ⅱ型与ⅳ型>ⅱ型>ⅳ型>ⅲ型;
97.f10.7波段射电流量越高,太阳质子事件发生概率越高;
98.1mev能道区域的粒子通量增加倍数越多,太阳质子事件发生概率越高。
99.需要说明的是,本技术涉及太空环境预报技术领域,具体应用在太阳质子事件的预测过程中。
100.需要说明的是,方法还包括:
101.获取多种维度的太阳质子相关参数;
102.在多种维度的太阳质子相关参数中筛选出与太阳质子事件相关度高于预设阈值的维度作为太阳质子影响参数。
103.可以理解的是,太阳质子相关参数具有很多,本实施例中需要在多种维度的太阳质子相关参数中筛选出与太阳质子事件相关度高于预设阈值的维度作为太阳质子影响参数。
104.需要说明的是,太阳质子影响参数的维度至少包括:
105.太阳黑子相对数、太阳黑子群面积、太阳黑子磁场类型、太阳耀斑在日面活动区的经度、太阳软x射线、太阳射电暴、f10.7波段射电流量和1mev能道区域的粒子通量变化。
106.在具体实践中,各维度太阳质子影响参数和太阳质子事件发生概率的对应关系至少包括:
107.太阳黑子相对数越高,太阳质子事件发生概率越高;
108.太阳黑子群面积越大,太阳质子事件发生概率越高;
109.太阳黑子磁场类型越多,太阳质子事件发生概率越高;
110.太阳耀斑在日面活动区的经度从东经90
°
到西经90
°
,太阳质子事件发生概率逐渐升高;
111.太阳软x射线爆发强度越高,太阳质子事件发生概率越高;
112.太阳射电暴的类型与太阳质子事件发生概率的对应关系为:ⅱ型与ⅳ型>ⅱ型>
ⅳ
型>ⅲ型;
113.f10.7波段射电流量越高,太阳质子事件发生概率越高;
114.1mev能道区域的粒子通量增加倍数越多,太阳质子事件发生概率越高。
115.具体的,各维度太阳质子影响参数和太阳质子事件发生概率的对应关系具体包括:
116.太阳黑子相对数小于50时,太阳质子事件发生概率在0.16-0.18之间;
117.太阳黑子相对数在50-150之间时,太阳质子事件发生概率在0.37-0.39之间;
118.太阳黑子相对数在150-250之间时,太阳质子事件发生概率在0.39-0.41之间;
119.太阳黑子相对数在250-300之间时,太阳质子事件发生概率在0.49-0.51之间;
120.太阳黑子相对数大于300时,太阳质子事件发生概率在0.71-0.73之间;
121.太阳黑子群面积小于150时,太阳质子事件发生概率在0.24-0.26之间;
122.太阳黑子群面积在150-500之间时,太阳质子事件发生概率在0.29-0.31之间;
123.太阳黑子群面积在500-1500之间时,太阳质子事件发生概率在0.39-0.41之间;
124.太阳黑子群面积在1500-2500之间时,太阳质子事件发生概率在0.49-0.51之间;
125.太阳黑子群面积大于2500时,太阳质子事件发生概率在0.59-0.61之间;
126.太阳黑子磁场类型为α时,太阳质子事件发生概率在0.14和0.16之间;
127.太阳黑子磁场类型为β时,太阳质子事件发生概率在0.29和0.31之间;
128.太阳黑子磁场类型为β&γ时,太阳质子事件发生概率在0.39和0.41之间;
129.太阳黑子磁场类型为δ&β&γ时,太阳质子事件发生概率在0.79和0.81之间;
130.太阳耀斑在日面活动区的经度为东经90
°
到东经60
°
时,太阳质子事件发生概率在0.09和0.11之间;
131.太阳耀斑在日面活动区的经度为东经60
°
到东经25
°
时,太阳质子事件发生概率在0.24和0.26之间;
132.太阳耀斑在日面活动区的经度为东经25
°
到西经0
°
时,太阳质子事件发生概率在0.44和0.46之间;
133.太阳耀斑在日面活动区的经度为西经0
°
到西经30
°
时,太阳质子事件发生概率在0.49和0.51之间;
134.太阳耀斑在日面活动区的经度为西经30
°
到西经60
°
时,太阳质子事件发生概率在0.59和0.61之间;
135.太阳耀斑在日面活动区的经度为西经60
°
到西经90
°
时,太阳质子事件发生概率在0.54和0.56之间;
136.太阳软x射线爆发强度小于c5时,太阳质子事件发生概率在0.14和0.16之间;
137.太阳软x射线爆发强度在c5-c9之间时,太阳质子事件发生概率在0.19和0.21之间;
138.太阳软x射线爆发强度在m1-m4之间时,太阳质子事件发生概率在0.44和0.46之间;
139.太阳软x射线爆发强度在m5-m9之间时,太阳质子事件发生概率在0.69和0.71之间;
140.太阳软x射线爆发强度大于x1时,太阳质子事件发生概率在0.94和0.96之间;
141.太阳射电暴的类型为ⅱ型时,太阳质子事件发生概率在0.80和0.82之间;
142.太阳射电暴的类型为ⅳ型时,太阳质子事件发生概率在0.44和0.46之间;
143.太阳射电暴的类型为ⅱ型与ⅳ型时,太阳质子事件发生概率在0.88和0.9之间;
144.太阳射电暴的类型为ⅲ型时,太阳质子事件发生概率在0.29和0.31之间;
145.f10.7波段射电流量小于100时,太阳质子事件发生概率在0.14和0.16之间;
146.f10.7波段射电流量在100-150之间时,太阳质子事件发生概率在0.24和0.26之间;
147.f10.7波段射电流量在150-200之间时,太阳质子事件发生概率在0.37和0.39之间;
148.f10.7波段射电流量在200-300之间时,太阳质子事件发生概率在0.49和0.51之间;
149.f10.7波段射电流量大于300时,太阳质子事件发生概率在0.64和0.66之间;
150.1mev能道区域的粒子通量增加倍数为1-5倍时,太阳质子事件发生概率在0.09和0.11之间;
151.1mev能道区域的粒子通量增加倍数为5-10倍时,太阳质子事件发生概率在0.39和0.41之间;
152.1mev能道区域的粒子通量增加倍数为10-50倍时,太阳质子事件发生概率在0.64和0.66之间;
153.1mev能道区域的粒子通量增加倍数为50-100倍时,太阳质子事件发生概率在0.74和0.76之间;
154.1mev能道区域的粒子通量增加倍数为100-300倍时,太阳质子事件发生概率在0.84和0.86之间;
155.1mev能道区域的粒子通量增加倍数大于300倍时,太阳质子事件发生概率在0.97和0.99之间。
156.举例说明:
157.1)通常,太阳黑子数反映着太阳活动水平的高低,统计数据表明,太阳活动峰年附近,质子事件密度也较为频繁。太阳黑子群数和黑子面积是太阳活动程度的主要指标,根据历史数据,确定与太阳质子事件发生的相关性。
[0158][0159]
2)太阳质子事件的本质是太阳磁场扭曲导致的能量爆发,从1996年
‑‑‑
2010年的统计数据中可以得出,不同的黑子磁场类型所发生的太阳质子事件概率不同。根据wilson
天文台的黑子群极性划分标准,α型表示单极群,β型表示双极群,γ表示极性混杂的多极群。黑子的磁场类型是太阳质子事件的一个重要的预报因子,统计结果如下:
[0160]
黑子磁场类型太阳质子事件概率α0.15β0.3β&γ0.4δ&β&γ0.8
[0161]
3)由于太阳耀斑在日面区域的位置不同,因此爆发后太阳质子能否到达地球附近轨道的结果也不同。一般的,发生在太阳表面西半球的耀斑爆发伴随的太阳质子事件较多,对1976年以来的质子事件分布统计,10mev以上的事件位于东经30
°
至西经90
°
之间占80%以上,以此,日面活动区经度也应该是太阳质子事件预报的考虑因子。
[0162]
日面活动区经度太阳质子事件概率e90
‑‑‑
e600.1e60
‑‑‑
e250.25e25
‑‑‑
w00.45w0
‑‑‑
w300.5w30
‑‑‑
w600.6w60
‑‑‑
w900.55
[0163]
4)在太阳质子事件预报研究中,太阳软射线辐射数据是另一个十分重要的数据来源,通常在太阳大的耀斑爆发过程中,相比较其它波段的电磁辐射,软射线波段的辐射相对于耀斑发生之前会有几个量级的增强,
[0164]
通过统计分析得出,超过80%的太阳质子事件在爆发之前,都预先会伴随有软射线波段的事件爆发,二者存在很强的对应性。
[0165]
软x射线爆发强度太阳质子事件概率小于c50.15c5
‑‑‑
c90.2m1
‑‑‑
m40.45m5
‑‑‑
m90.7大于x10.95
[0166]
5)太阳射电暴的特征很早就已经被国外学者利用来诊断质子事件,对1996年以来的质子事件数据的统计分析表明,大约70%的质子事件在爆发前1-2天内,对应太阳活动区都会有ii型射电爆发,有63%的质子事件在爆发前1-2天内,对应活动区会伴有iv型爆发,因此对ii型和iv型的太阳射电爆发作为太阳质子事件一个考虑因子。
[0167]
太阳射电暴类型太阳质子事件概率ii型0.81iv型0.45ii型&iv型0.89iii型0.3
[0168]
6)太阳f10.7cm射电流量是反映太阳活动的基本指示参数,其数值变化范围一般在50-300sfu,f10.7的变化通常反应了太阳活动周期的趋势,因此,可以将f10.7作为背景预报因子。
[0169]
f10.7cm射电流量太阳质子事件概率小于1000.15100
‑‑‑
1500.25150
‑‑‑
2000.38200
‑‑‑
3000.5大于3000.65
[0170]
7)1mev能道附近的粒子通量变化
[0171]
ace卫星是nasa的一个科学项目,自1997年升空以来,在拉格朗日点对日观测,取得了许多第一手观测数据,是对日研究的重要基础。其epam探测器的p7能段(1.06-1.91mev)和p8能段(1.91-4.75mev)的粒子通量变化,与太阳质子事件有一定的相关性,统计结果得出,约75%的质子事件发生前6-48小时,p7和p8能段的粒子通量变化具有正向波动(即5~24小时内粒子通量增加超过1个数量级)。
[0172]
粒子通量增加倍数太阳质子事件概率1-5倍0.15-10倍0.410-50倍0.6550-100倍0.75100-300倍0.85大于300倍0.98
[0173]
需要说明的是,方法还包括:
[0174]
获取历史太阳质子影响参数和太阳质子事件发生概率的对应关系作为样本数据;
[0175]
根据样本数据训练预测模型,使预测模型在输入太阳质子影响参数时,输出各维度太阳质子影响参数对应的太阳质子事件发生概率。
[0176]
进一步的,方法还包括:
[0177]
在预测模型中录入预先配置的各维度对应的预测权重占比;
[0178]
使预测模型根据各维度对应的预测权重占比,以及各维度对应的太阳质子事件发生概率,输出最终太阳质子事件发生概率。
[0179]
需要说明的是,本技术方案在应用过程中,可能会遇到获取输入参数渠道不同,数据的完整度不同等情况。基于此,本实施例中的技术方案可以对不同的输入参数进行选择或权重设置,不同的维度在预测模型中配置有不同的预测权重占比,预测权重占比可以进行自定义。
[0180][0181]
计算质子事件发生概率:
[0182]
p
概率
=(p
黑子相对数k黑子相对数
+p
黑子群面积k黑子群面积
+p
黑子磁场类型k黑子磁场类型
+p
耀斑经度k耀斑经度
+p
软
x
射线k软
x
射线
+p
射电暴k射电暴
+p
f107kf107
+p
粒子波动k粒子波动
)/(k
黑子相对数
+k
黑子群面积
+k
黑子磁场类型
+k
耀斑经度
+k
软
x
射线
+k
射电暴
+k
f107
+k
粒子波动
)
[0183]
其中,k系数的默认值为1。
[0184]
需要说明的是,方法还包括:
[0185]
将当前周期的太阳质子影响参数、当前周期的预测结果和当前周期的实测结果作为更新训练数据对预测模型进行更新。
[0186]
可以理解的是,本实施例中将当前周期的太阳质子影响参数、当前周期的预测结果和当前周期的实测结果作为更新训练数据对预测模型进行更新,通过预测模型不断更新迭代,使得预测模型的准确率不断提升。
[0187]
实施例二
[0188]
图2是本技术一个实施例提供的一种太阳质子事件的预测设备的结构示意图,参照图2,一种太阳质子事件的预测设备,包括:
[0189]
处理器21和存储器22;
[0190]
处理器21与存储器22通过通信总线相连接:
[0191]
其中,处理器21,用于调用并执行存储器22中存储的程序;
[0192]
存储器22,用于存储程序,程序至少用于执行如以上实施例中的一种太阳质子事
件的预测方法。
[0193]
可以理解的是,上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考,在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
[0194]
需要说明的是,在本技术的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本技术的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是指至少两个。
[0195]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0196]
应当理解,本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(pga),现场可编程门阵列(fpga)等。
[0197]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0198]
此外,在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0199]
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
[0200]
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0201]
尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本技术的限制,本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
技术特征:
1.一种太阳质子事件的预测方法,其特征在于,包括:获取上一周期的太阳质子影响参数作为输入数据;将所述输入数据输入预先训练的预测模型,得到当前周期的太阳质子事件发生概率;其中,所述太阳质子影响参数包括多种维度,且不同的维度在所述预测模型中配置有不同的预测权重占比;其中,所述太阳质子影响参数的维度至少包括:太阳黑子相对数、太阳黑子群面积、太阳黑子磁场类型、太阳耀斑在日面活动区的经度、太阳软x射线、太阳射电暴、f10.7波段射电流量和1mev能道区域的粒子通量变化;各维度太阳质子影响参数和太阳质子事件发生概率的对应关系至少包括:太阳黑子相对数越高,太阳质子事件发生概率越高;太阳黑子群面积越大,太阳质子事件发生概率越高;太阳黑子磁场类型越多,太阳质子事件发生概率越高;太阳耀斑在日面活动区的经度从东经90
°
到西经90
°
,太阳质子事件发生概率逐渐升高;太阳软x射线爆发强度越高,太阳质子事件发生概率越高;太阳射电暴的类型与太阳质子事件发生概率的对应关系为:ⅱ型与ⅳ型>ⅱ型>ⅳ型>ⅲ型;f10.7波段射电流量越高,太阳质子事件发生概率越高;1mev能道区域的粒子通量增加倍数越多,太阳质子事件发生概率越高。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:获取历史太阳质子影响参数和太阳质子事件发生概率的对应关系作为样本数据;根据所述样本数据训练所述预测模型,使所述预测模型在输入太阳质子影响参数时,输出各维度太阳质子影响参数对应的太阳质子事件发生概率。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:在所述预测模型中录入预先配置的各维度对应的预测权重占比;使所述预测模型根据各维度对应的预测权重占比,以及各维度对应的太阳质子事件发生概率,输出最终太阳质子事件发生概率。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:获取多种维度的太阳质子相关参数;在所述多种维度的太阳质子相关参数中筛选出与太阳质子事件相关度高于预设阈值的维度作为所述太阳质子影响参数。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:将当前周期的太阳质子影响参数、当前周期的预测结果和当前周期的实测结果作为更新训练数据对所述预测模型进行更新。6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,各维度太阳质子影响参数和太阳质子事件发生概率的对应关系具体包括:太阳黑子相对数小于50时,太阳质子事件发生概率在0.16-0.18之间;太阳黑子相对数在50-150之间时,太阳质子事件发生概率在0.37-0.39之间;太阳黑子相对数在150-250之间时,太阳质子事件发生概率在0.39-0.41之间;
太阳黑子相对数在250-300之间时,太阳质子事件发生概率在0.49-0.51之间;太阳黑子相对数大于300时,太阳质子事件发生概率在0.71-0.73之间;太阳黑子群面积小于150时,太阳质子事件发生概率在0.24-0.26之间;太阳黑子群面积在150-500之间时,太阳质子事件发生概率在0.29-0.31之间;太阳黑子群面积在500-1500之间时,太阳质子事件发生概率在0.39-0.41之间;太阳黑子群面积在1500-2500之间时,太阳质子事件发生概率在0.49-0.51之间;太阳黑子群面积大于2500时,太阳质子事件发生概率在0.59-0.61之间;太阳黑子磁场类型为α时,太阳质子事件发生概率在0.14和0.16之间;太阳黑子磁场类型为β时,太阳质子事件发生概率在0.29和0.31之间;太阳黑子磁场类型为β&γ时,太阳质子事件发生概率在0.39和0.41之间;太阳黑子磁场类型为δ&β&γ时,太阳质子事件发生概率在0.79和0.81之间;太阳耀斑在日面活动区的经度为东经90
°
到东经60
°
时,太阳质子事件发生概率在0.09和0.11之间;太阳耀斑在日面活动区的经度为东经60
°
到东经25
°
时,太阳质子事件发生概率在0.24和0.26之间;太阳耀斑在日面活动区的经度为东经25
°
到西经0
°
时,太阳质子事件发生概率在0.44和0.46之间;太阳耀斑在日面活动区的经度为西经0
°
到西经30
°
时,太阳质子事件发生概率在0.49和0.51之间;太阳耀斑在日面活动区的经度为西经30
°
到西经60
°
时,太阳质子事件发生概率在0.59和0.61之间;太阳耀斑在日面活动区的经度为西经60
°
到西经90
°
时,太阳质子事件发生概率在0.54和0.56之间;太阳软x射线爆发强度小于c5时,太阳质子事件发生概率在0.14和0.16之间;太阳软x射线爆发强度在c5-c9之间时,太阳质子事件发生概率在0.19和0.21之间;太阳软x射线爆发强度在m1-m4之间时,太阳质子事件发生概率在0.44和0.46之间;太阳软x射线爆发强度在m5-m9之间时,太阳质子事件发生概率在0.69和0.71之间;太阳软x射线爆发强度大于x1时,太阳质子事件发生概率在0.94和0.96之间;太阳射电暴的类型为ⅱ型时,太阳质子事件发生概率在0.80和0.82之间;太阳射电暴的类型为ⅳ型时,太阳质子事件发生概率在0.44和0.46之间;太阳射电暴的类型为ⅱ型与ⅳ型时,太阳质子事件发生概率在0.88和0.9之间;太阳射电暴的类型为ⅲ型时,太阳质子事件发生概率在0.29和0.31之间;f10.7波段射电流量小于100时,太阳质子事件发生概率在0.14和0.16之间;f10.7波段射电流量在100-150之间时,太阳质子事件发生概率在0.24和0.26之间;f10.7波段射电流量在150-200之间时,太阳质子事件发生概率在0.37和0.39之间;f10.7波段射电流量在200-300之间时,太阳质子事件发生概率在0.49和0.51之间;f10.7波段射电流量大于300时,太阳质子事件发生概率在0.64和0.66之间;1mev能道区域的粒子通量增加倍数为1-5倍时,太阳质子事件发生概率在0.09和0.11之间;
1mev能道区域的粒子通量增加倍数为5-10倍时,太阳质子事件发生概率在0.39和0.41之间;1mev能道区域的粒子通量增加倍数为10-50倍时,太阳质子事件发生概率在0.64和0.66之间;1mev能道区域的粒子通量增加倍数为50-100倍时,太阳质子事件发生概率在0.74和0.76之间;1mev能道区域的粒子通量增加倍数为100-300倍时,太阳质子事件发生概率在0.84和0.86之间;1mev能道区域的粒子通量增加倍数大于300倍时,太阳质子事件发生概率在0.97和0.99之间。7.一种太阳质子事件的预测设备,其特征在于,包括:处理器和存储器;所述处理器与存储器通过通信总线相连接:其中,所述处理器,用于调用并执行所述存储器中存储的程序;所述存储器,用于存储程序,所述程序至少用于执行权利要求1-6任一项所述的一种太阳质子事件的预测方法。
技术总结
本申请涉及太空环境预报技术领域,尤其涉及一种太阳质子事件的预测及设备,方法包括:获取上一周期的太阳质子影响参数作为输入数据;将输入数据输入预先训练的预测模型,得到当前周期的太阳质子事件发生概率;其中,太阳质子影响参数包括多种维度,且不同的维度在预测模型中配置有不同的预测权重占比。本申请中的技术方案中,将与太阳质子事件发生关联性较强的参数作为太阳质子影响参数,且由于不同输入参数之间的非耦合性,用户可以灵活配置和选择各维度的太阳质子影响参数在预测模型中的预测权重占比,通过本申请中的预测模型,在根据不同维度的太阳质子影响参数对太阳质子事件发生概率进行预测时,准确率更高。准确率更高。准确率更高。
技术研发人员:张威泰 马新 王月 徐颖
受保护的技术使用者:数字太空(北京)智能技术研究院有限公司
技术研发日:2023.03.16
技术公布日:2023/7/25
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