Modelo de Densidad Electrónica Ionosférica por Red Neuronal Profunda de Cuadrícula de Densidad Electrónica (EDG-DNN)
Autores: Chen, Zhou; An, Bokun; Liao, Wenti; Wang, Yungang; Tang, Rongxin; Wang, Jingsong; Deng, Xiaohua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Modelo de Densidad Electrónica Ionosférica por Red Neuronal Profunda de Cuadrícula de Densidad Electrónica (EDG-DNN)
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Densidad electrónica
Ionosfera
FORMOSAT-3/COSMIC
EDG-DNN
DNN
IRI-2016
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
La densidad electrónica (o concentración de electrones) es una métrica crítica para caracterizar la movilidad de la ionosfera. Las tecnologías de onda corta, los sistemas de teledetección y las comunicaciones por satélite dependen de estimaciones precisas de la densidad electrónica en la ionosfera. Utilizando perfiles de densidad electrónica de FORMOSAT-3/COSMIC (Sistema de Observación de Constellación para Meteorología, Ionosfera y Clima) desde 2006 hasta 2013, se creó en este estudio un modelo de cuadrícula física en cuatro dimensiones de la densidad electrónica ionosférica. El modelo, conocido como EDG-DNN, utiliza una DNN (red neuronal profunda), y su salida es la densidad electrónica mostrada como una cuadrícula física. Los datos de densidad electrónica preprocesados se utilizan para construir conjuntos de entrenamiento, validación y prueba. Se eligió el modelo de Ionosfera de Referencia Internacional (IRI) como el modelo de referencia para el procedimiento de validación, ya que predice bien la densidad electrónica. Este trabajo utilizó la versión IRI-2016. IRI-2016 produjo resultados más precisos de densidad electrónica cuando se ingresaron parámetros de tiempo y ubicación. Este estudio compara la densidad electrónica proporcionada por IRI-2016 con la EDG-DNN para evaluar los méritos de esta última. Los resultados finales revelan que EDG-DNN tiene un bajo error y una fuerte estabilidad, puede representar la estructura de distribución global de la densidad electrónica, tiene algunas características distintivas de la distribución de densidad electrónica ionosférica y predice bien la densidad electrónica durante períodos de calma.
Descripción
La densidad electrónica (o concentración de electrones) es una métrica crítica para caracterizar la movilidad de la ionosfera. Las tecnologías de onda corta, los sistemas de teledetección y las comunicaciones por satélite dependen de estimaciones precisas de la densidad electrónica en la ionosfera. Utilizando perfiles de densidad electrónica de FORMOSAT-3/COSMIC (Sistema de Observación de Constellación para Meteorología, Ionosfera y Clima) desde 2006 hasta 2013, se creó en este estudio un modelo de cuadrícula física en cuatro dimensiones de la densidad electrónica ionosférica. El modelo, conocido como EDG-DNN, utiliza una DNN (red neuronal profunda), y su salida es la densidad electrónica mostrada como una cuadrícula física. Los datos de densidad electrónica preprocesados se utilizan para construir conjuntos de entrenamiento, validación y prueba. Se eligió el modelo de Ionosfera de Referencia Internacional (IRI) como el modelo de referencia para el procedimiento de validación, ya que predice bien la densidad electrónica. Este trabajo utilizó la versión IRI-2016. IRI-2016 produjo resultados más precisos de densidad electrónica cuando se ingresaron parámetros de tiempo y ubicación. Este estudio compara la densidad electrónica proporcionada por IRI-2016 con la EDG-DNN para evaluar los méritos de esta última. Los resultados finales revelan que EDG-DNN tiene un bajo error y una fuerte estabilidad, puede representar la estructura de distribución global de la densidad electrónica, tiene algunas características distintivas de la distribución de densidad electrónica ionosférica y predice bien la densidad electrónica durante períodos de calma.