基于EEMD-SARIMA的對流層延遲預測模型研究

基于EEMD-SARIMA的對流層延遲預測模型研究基于EEMD-SARIMA的對流層延遲預測模型研究摘要：對流層延遲是地球大氣對無線電波的傳播造成的一個重要影響因素，準確預測對流層延遲對于無線通信和衛(wèi)星導航系統(tǒng)的性能優(yōu)化至關(guān)重要。本文提出了一種基于EEMD-SARIMA的對流層延遲預測模型，通過對歷史對流層延遲數(shù)據(jù)進行經(jīng)驗模態(tài)分解(EEMD)和季節(jié)自回歸移動平均模型(SARIMA)的結(jié)合，實現(xiàn)了對對流層延遲的準確預測。實驗結(jié)果表明，該模型預測的對流層延遲與實際觀測值具有較高的擬合度和預測精度。關(guān)鍵詞：對流層延遲，EEMD，SARIMA，預測模型引言隨著無線通信和衛(wèi)星導航系統(tǒng)的廣泛應用，對流層延遲對于信號傳輸和接收的可靠性有著重要的影響。對流層延遲主要由于大氣中的濕度和溫度變化引起，其波動性和不確定性導致了無線通信和導航系統(tǒng)的性能下降。因此，準確預測對流層延遲對于優(yōu)化系統(tǒng)性能、提高數(shù)據(jù)傳輸可靠性具有重要意義。傳統(tǒng)的對流層延遲預測方法主要基于統(tǒng)計學模型，如自回歸模型(AR)和移動平均模型(MA)等。然而，這些方法忽略了對流層延遲的非線性和非平穩(wěn)性特征，導致預測結(jié)果的不準確。近年來，基于經(jīng)驗模態(tài)分解(EEMD)的方法在時序數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域得到了廣泛應用。EEMD通過將原始時間序列數(shù)據(jù)分解為多個局部振動模態(tài)函數(shù)(IMF)和一個殘差項，從而捕捉到了數(shù)據(jù)的非線性、非平穩(wěn)特征。本文提出了一種基于EEMD-SARIMA的對流層延遲預測模型，將EEMD和季節(jié)自回歸移動平均模型(SARIMA)相結(jié)合，旨在克服傳統(tǒng)方法的局限性，并提高對流層延遲預測的準確性。方法1.EEMD分解：首先，將歷史對流層延遲數(shù)據(jù)進行EEMD分解，得到多個IMF和一個殘差項。EEMD分解過程采用了累計和白噪聲判據(jù)，以確保分解得到的IMF具有良好的振蕩性和平穩(wěn)性。2.SARIMA建模：對每個IMF和殘差項進行單獨的SARIMA建模，得到對應的SARIMA模型參數(shù)。SARIMA模型是一種經(jīng)典的時間序列分析方法，可以較好地擬合非平穩(wěn)序列，并進行準確的預測。3.模型組合：將每個IMF和殘差項的SARIMA模型組合起來，得到最終的預測模型。對新的對流層延遲數(shù)據(jù)應用該模型，即可得到準確的對流層延遲預測結(jié)果。實驗與結(jié)果為了驗證EEMD-SARIMA模型的預測效果，我們使用了真實的對流層延遲數(shù)據(jù)進行實驗。首先，將數(shù)據(jù)集分為訓練集和測試集。然后，對訓練集的數(shù)據(jù)應用EEMD-SARIMA模型進行參數(shù)估計和訓練。最后，使用訓練好的模型對測試集的數(shù)據(jù)進行預測，并與實際觀測值進行比較。實驗結(jié)果表明，EEMD-SARIMA模型在對流層延遲預測方面取得了較好的效果。預測結(jié)果與實際觀測值具有較高的擬合度和預測精度，驗證了該模型的準確性和實用性。結(jié)論本文提出了一種基于EEMD-SARIMA的對流層延遲預測模型，通過將EEMD和SARIMA相結(jié)合，實現(xiàn)了對對流層延遲的準確預測。實驗結(jié)果表明，該模型具有較高的擬合度和預測精度，對于無線通信和衛(wèi)星導航系統(tǒng)的性能優(yōu)化具有重要意義。未來的研究可以進一步優(yōu)化模型參數(shù)和算法，以提高預測效果和適應更廣泛的應用場景。參考文獻：[1]Zhang,H.,&Wu,Z.(2019).AStudyofTroposphericDelayPredictionThroughEEMD-ARIMAModeling.JournalofSensors,2019,1-9.doi:10.1155/2019/4083987[2]Cao,F.,Peng,F.,&Zhang,B.(2017).Short-termpowerloadforecastingmodelbasedonEEMDandARIMA.AppliedMechanicsandMaterials,875,128-133.doi:10.4028//AMM.875.128[3]Yu,D.,Sun,Y.,&Li,S.(2020).EEMD-SARIMAhybridmodelfortrafficflowforec