一种基于趋势与扰动协同建模的太阳活动指数预测方法

本说明书涉及空间天气预报领域，尤其涉及一种基于趋势与扰动协同建模的太阳活动指数预测方法。

背景技术：

1、太阳活动是引起空间天气变化的主要来源，太阳活动强弱及其演化会对卫星运行、无线电通信、导航定位和电离层环境等产生显著影响。f10.7指数、耀斑指数均是表征太阳活动水平的重要指标，其中，f10.7指数广泛应用于热层和电离层模型，耀斑指数则能够反映太阳爆发活动强度。

2、对于太阳活动指数而言，其变化通常同时包含至少两类信息：一类是由太阳活动周期演化、活动区轮转等驱动的平稳或缓变趋势；另一类是由耀斑爆发、活动区快速演化等引起的短时剧烈波动。若直接利用单一模型对原始序列整体预测，模型容易在长期趋势与短期扰动之间发生特征混叠，导致在太阳活动增强阶段出现较大的预测偏差，影响业务应用的稳定性。

3、近年来，大多数研究仍将目标指数作为单一整体直接建模，未充分区分长期背景趋势与短期波动扰动之间的差异此外，现有技术中不少方法仅使用目标指数自身历史值作为输入，未充分利用耀斑活动、活动区磁复杂度、x射线背景辐射等与目标指数演化相关的辅助信息，限制了模型对太阳活动状态的刻画能力。

4、基于此，如何构建一种既能够表征太阳活动指数长期趋势，又能够捕捉短期扰动，并可融合多源太阳活动特征的更全面的太阳活动指数预测方案，成为本领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本说明书实施例提供一种基于趋势与扰动协同建模的太阳活动指数预测方案，用以解决如下技术问题：需要一种能同时表征长期趋势和短期扰动的更全面的太阳活动指数预测方案。

2、为解决上述技术问题，本说明书一个或多个实施例是这样实现的：

3、在第一方面，本说明书实施例提供一种基于趋势与扰动协同建模的太阳活动指数预测方法，包括：获取太阳活动目标指数的历史观测序列；对所述历史观测序列执行平滑分解处理，得到背景趋势分量序列和短期波动分量序列；基于所述背景趋势分量序列、短期波动分量序列和辅助特征序列，构建时序预测样本，其中，所述辅助特征序列包括全日面耀斑指数、活动区磁类型特征、x射线背景通量和f10.7指数；将所述时序预测样本输入趋势分量预测模型，得到目标预测时段内的背景趋势预测结果；将所述时序预测样本输入波动分量预测模型，得到目标预测时段内的短期波动预测结果；融合所述背景趋势预测结果和所述短期波动预测结果，得到太阳活动目标指数的最终预测结果。

4、在第二方面，本说明书一个或多个实施例提供一种电子设备，包括：

5、至少一个处理器；以及，

6、与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

7、所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面所述的方法。

8、在第三方面，本说明书实施例提供一种非易失性计算机存储介质存储有计算机可执行指令，当计算机读取存储介质中的计算机可执行指令后，该指令使得一个或多个处理器执行如第一方面所述的方法。

9、本说明书一个或多个实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：通过一种基于趋势与扰动协同建模的太阳活动指数预测方法，包括：获取太阳活动目标指数的历史观测序列；对所述历史观测序列执行平滑分解处理，得到背景趋势分量序列和短期波动分量序列；基于所述背景趋势分量序列、短期波动分量序列和辅助特征序列，构建时序预测样本，其中，所述辅助特征序列包括全日面耀斑指数、活动区磁类型特征、x射线背景通量和f10.7指数；将所述时序预测样本输入趋势分量预测模型，得到目标预测时段内的背景趋势预测结果；将所述时序预测样本输入波动分量预测模型，得到目标预测时段内的短期波动预测结果；融合所述背景趋势预测结果和所述短期波动预测结果，得到太阳活动目标指数的最终预测结果，从而针对背景趋势分量和短期波动分量分别建立预测模型，能够在保留中长期演化规律的同时增强对短时异常波动的响应能力，从而提升模型在不同太阳活动阶段下的稳定性与适应性，实现同时表征太阳活动指数长期趋势和捕捉短期扰动，实现更全面的太阳活动指数预测。

1.一种基于趋势与扰动协同建模的太阳活动指数预测方法，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其中，对所述历史观测序列执行平滑分解处理，得到背景趋势分量序列和短期波动分量序列，包括：

3.如权利要求2所述的方法，其中，采用滤波器对所述历史观测序列进行局部多项式拟合，包括：

4.如权利要求1所述的方法，其中，基于所述背景趋势分量序列和辅助特征序列，构建第一时序预测样本，包括：

5.如权利要求1所述的方法，其中，融合所述背景趋势预测结果和所述短期波动预测结果，包括：

6.如权利要求4所述的方法，其中，将所述时序预测样本输入趋势分量预测模型，得到目标预测时段内的背景趋势预测结果，包括：

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：

8.如权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：

9.如权利要求1所述的方法，其中，所述太阳活动目标指数包括太阳10.7厘米射电流量、f10.7指数、全日面耀斑指数中的一种或多种。

10.一种电子设备，包括：