联合经验正交分解和ARIMA模型的中国地区电离层短期预报

针对电离层垂直总电子含量(Vertical Total Electron Content,VTEC)具有非平稳和季节性变化的特性,结合经验正交分解(EOF)能够对非平稳时间序列进行简化和剔除冗余信息的优势,该文探索联合EOF和自回归移动平均模型(ARIMA)作为FOE-ARIMA,对中国地区电离层VTEC进行短期预报。采用IGS(International GNSS Service)中心提供的中国地区电离层格网数据(Global Ionospheric Maps,GIM),对不同季节前10天GIM数据进行EOF分解,使用ARIMA模型对主分量进行预报,通过重构获取未来5天VTEC值,并将EOF-ARIMA模型预报结果与ARIMA模型进行对比、分析。结果表明：EOF-ARIMA模型平均相对精度为83.3%,平均标准差为3.51 TECu,较ARIMA模型其平均相对精度提高了3.3%,平均标准差降低了0.16 TECu;EOF-ARIMA模型预测结果无明显季节差异,ARIMA模型秋季预报精度明显低于其它季节;EOF-ARIMA模型在赤道异常处预报精度未受影响。由此表明EOF-ARIMA模型在中国地区进行电离层短期预报具有较高的精度和稳定性。