Анализ карт полного электронного содержания с использованием нейросетевых моделей прогнозирования временного ряда критической частоты fxF2

Полное электронное содержание (ПЭС) является одним из важнейших параметров ионосферы. Параметр ПЭС представляет собой полное электронное содержание в атмосферном столбе единичной площади, рассчитываемое по результатам радиопросвечивания ионосферы с использованием сети наземных приемников и спутников глобальных навигационных систем (GPS - Global Position System). Одной из проблем, связанных с использование глобальных карт ПЭС, является пространственная интерполяция, используемая при их составлении. Значения ПЭС, полученные для регионов с достаточным количеством GPS-приемников являются достаточно точными, тогда как для регионов, в которых число GPS-приемников недостаточно, полученные результаты не вполне надежны. Одним из таких регионов является европейская часть России. Для решения данной проблемы может быть использована информации, полученная по результатам наблюдений с наземных ионозондов. Данная работа посвящена сравнительному анализу глобальных карт ПЭС различных лабораторий (CODE, JPL, UPC, ESA) на основе оценки качества прогностических моделей критической частоты fxF2 ионосферы по данным ПЭС. Значения критических частот fxF2 были получены с использованием ионозонда “Циклон” Казанского университета.
В качестве входных параметров для прогнозирования ряда fxF2 были взяты данные ПЭС. Прогнозирование проводилось как с использованием линейных регрессионных моделей, так и с использованием аппарата искусственных нейронных сетей. Наилучшие результаты прогноза критической частоты fxF2 были достигнуты при использовании данных ПЭС лабораторий UPC и JPL, что может говорить о том, что данные лаборатории используют более качественные алгоритмы пространственной интерполяции. Было показано, что точность предсказания для дневного и ночного времени различается. Наибольшая точность была достигнута для полуденного времени.