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基于长短期记忆（LSTM）模型的GEO轨道未来3天≥2 MeV电子日注量预测模型

本工作使用的数据包括来自 GOES - 08、GOES - 10 和 GOES - 11 卫星的 ≥2 MeV 电子通量、≥10 MeV 质子通量和磁场数据、太阳风参数、地磁扰动指数、1995 年以来的磁层顶日下距离到2010年。 GOES卫星配备高能粒子传感器（EPS）和磁强计（MAG），可提供≥2 MeV电子通量、≥10 MeV质子通量和矢量磁场。≥2 MeV 电子通量和磁场总强度 (Ht) 具有 1 分钟分辨率，≥10 MeV 质子通量具有 5 分钟分辨率。GOES 卫星的数据可从国家地球物理数据中心（NGDC）网站获取。 太阳风参数包括速度（V）、密度（N）、动压力（Pd）、行星际磁场总大小（Bt）、GSM坐标下行星际磁场（IMF）的Bx、By、Bz分量、电场 (E)、温度 (T) 和血浆 β (β)。地磁扰动指数由 kp、AE 和 Dst 组成。太阳风参数和AE指数的分辨率为1分钟。Dst 索引的分辨率为 1 小时，kp 索引的分辨率为 3 小时。太阳风参数和地磁扰动指数均来自OMNI数据库。磁层顶日下距离 R0 由 Lin 等人计算。(2010) 的模型基于 OMNI 数据库中的太阳风数据，分辨率为 1 分钟。 通过线性插值法修复缺失值。这些参数的日平均值在建模时用作输入。 我们使用 1995 年至 2002 年间来自 GOES - 08 卫星的 ≥2 MeV 电子通量开发了 75°W 的模型。对于 135°W 的模型，我们使用了 1999 年至 2006 年 6 月期间来自 GOES - 10 卫星的数据以及2006 年 7 月至 2010 年 GOES - 11 卫星。当 GEO 轨道 ≥10 MeV 质子通量大于 3 cm - 2·s - 1·sr - 1 时，我们将删除所有 ≥2 MeV 电子通量，因为1 分钟分辨率的 ≥2 MeV 电子通量尚未进行校正以避免质子污染。如果一天内不良数据少于一小时，包括GOES卫星缺失数据以及质子污染数据，则采用线性插值补全数据，否则删除当天数据。计算不同GOES卫星的≥2 MeV电子日注量，并转换为log10（≥2 MeV电子日注量），缩写为log10（日注量）。 我们基于该方法获得训练集和测试集。每年的最终可用数据列于表 1 并绘制在图 1 中。图 1(a) 显示了 1995 年至 2002 年间 GOES - 08 在大约 75°W 处可用的 ≥2 MeV 电子日注量，图 1(b) ）显示了 1999 年至 2010 年间来自 GOES - 10 和 GOES - 11 卫星在西经约 135°处可用的 ≥2 MeV 电子日通量。 1995 年至 2010 年 ≥10 MeV 质子通量的分布如图 1（c）所示。1998年至2006年期间发生了多次≥10 MeV质子通量大于3 cm - 2·s - 1·sr - 1的太阳质子事件。不良数据将保留在训练集中，但在训练过程中会被跳过，以确保数据一致性。