基于回声状态网络的空间激光干涉低低跟踪重力卫星数据恢复方法研究
文献类型：期刊论文
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| 作者 | 江鸿; 姚镇东; 杨立伟; 徐鹏; 强丽娥 |
| 刊名 | 中国光学(中英文)
 ; 中国光学(中英文)
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| 出版日期 | 2025-05-15 ; 2025-05-15 |
| 卷号 | 18期号:03页码:641-649 |
| 关键词 | 激光干涉测距重力卫星 激光干涉测距重力卫星 低低跟踪 机器学习 数据处理 低低跟踪 机器学习 数据处理 |
| ISSN号 | 2097-1842 ; 2097-1842 |
| 英文摘要 | 作为低低跟踪重力卫星GRACE任务的后续任务，激光干涉重力卫星任务GRACE Follow On双星之一的加速度计载荷在运行一个月后出现了异常，造成了关键科学测量数据的缺失，同时在GRACE服役期最后阶段也出现了类似情况。由此，加速度计数据恢复技术对GRACE尤其是GRACE Follow On任务探测目标的实现极为重要。本文提出了一种基于机器学习的回声状态网络模型来实现加速度计数据恢复与重建的全新方法。基于回声状态网络模型，构建双星之间加速度计数据的映射关系，并通过贝叶斯优化提高网络性能，可实现对缺失加速度计数据的高精度高效率重建。通过实测数据的实验比对，在重力场探测信号频段，模型预测结果在沿轨道方向和径向两个高灵敏轴可达到（甚至部分频段优于） 10-8 m·s-2/Hz1/2量级水平，在轨道法向低灵敏轴到达10-8 m·s-2/Hz1/2～10-7 m·s-2/Hz1/2水平。这一重建精度达到甚至部分优于GRACE官方数据移植精度，可初步应用于重力场反演，实现低低跟踪任务加速度计高精度数据产品恢复。; 作为低低跟踪重力卫星GRACE任务的后续任务，激光干涉重力卫星任务GRACE Follow On双星之一的加速度计载荷在运行一个月后出现了异常，造成了关键科学测量数据的缺失，同时在GRACE服役期最后阶段也出现了类似情况。由此，加速度计数据恢复技术对GRACE尤其是GRACE Follow On任务探测目标的实现极为重要。本文提出了一种基于机器学习的回声状态网络模型来实现加速度计数据恢复与重建的全新方法。基于回声状态网络模型，构建双星之间加速度计数据的映射关系，并通过贝叶斯优化提高网络性能，可实现对缺失加速度计数据的高精度高效率重建。通过实测数据的实验比对，在重力场探测信号频段，模型预测结果在沿轨道方向和径向两个高灵敏轴可达到（甚至部分频段优于） 10-8 m·s-2/Hz1/2量级水平，在轨道法向低灵敏轴到达10-8 m·s-2/Hz1/2～10-7 m·s-2/Hz1/2水平。这一重建精度达到甚至部分优于GRACE官方数据移植精度，可初步应用于重力场反演，实现低低跟踪任务加速度计高精度数据产品恢复。 |
| 语种 | 中文 ; 中文 |
| CSCD记录号 | CSCD:7979256 |
| 资助机构 | 国家重点研发计划（No.2020YFC2200603,No.2020YFC2200601） ; 国家重点研发计划（No.2020YFC2200603,No.2020YFC2200601） ; 中国科学院重点部署科研专项（No.KGFZD-145-24-04-03） ; 中国科学院国际伙伴计划（No.025GJHZ2023106GC） ; 国家自然科学基金青年科学基金项目（No.11905017）~~ ; 中国科学院重点部署科研专项（No.KGFZD-145-24-04-03） ; 中国科学院国际伙伴计划（No.025GJHZ2023106GC） ; 国家自然科学基金青年科学基金项目（No.11905017）~~ |
| 其他责任者 | 徐鹏 ; 徐鹏 |
| 源URL | [http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/101275]  |
| 专题 | 力学研究所_国家微重力实验室 |
| 作者单位 | 1.国科大杭州高等研究院基础物理与数学科学学院 2.中国科学院国家空间科学中心 3.中国科学院大学 4.中国科学院力学研究所引力波实验中心 5.兰州大学兰州理论物理中心 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 江鸿,姚镇东,杨立伟,等. 基于回声状态网络的空间激光干涉低低跟踪重力卫星数据恢复方法研究, 基于回声状态网络的空间激光干涉低低跟踪重力卫星数据恢复方法研究[J]. 中国光学(中英文), 中国光学(中英文),2025, 2025,18, 18(03):641-649, 641-649. |
| APA | 江鸿,姚镇东,杨立伟,徐鹏,&强丽娥.(2025).基于回声状态网络的空间激光干涉低低跟踪重力卫星数据恢复方法研究.中国光学(中英文),18(03),641-649. |
| MLA | 江鸿,et al."基于回声状态网络的空间激光干涉低低跟踪重力卫星数据恢复方法研究".中国光学(中英文) 18.03(2025):641-649. |
入库方式： OAI收割
来源：力学研究所
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