南极视宁度缺失值在线填补方法技术

本申请实施例提供了一种南极视宁度缺失值在线填补方法，所述方法包括：获取观测站点的视宁度历史数据与气象历史数据；使用斯皮尔曼秩相关系数法筛选出与视宁度高相关性的目标气象数据；以所述气象历史数据为输入，所述视宁度历史数据为输出，建立所述观测站点的训练样本数据，使用标准得分方法对所述训练样本数据进行标准化处理；基于所述训练样本数据，选择有理二次核计算样本输入变量之间的协方差；使用高斯过程回归方法建立视宁度与气象数据之间的回归模型；当视宁度监测发生中断时，应用所述回归模型对目标站点进行实时缺失值填补；使用最新的视宁度和气象数据，以周为频次更新所述回归模型，避免模型精度下降。避免模型精度下降。避免模型精度下降。

【技术实现步骤摘要】
南极视宁度缺失值在线填补方法


[0001]本申请涉及天文及数据分析领域，具体而言，涉及一种南极视 宁度缺失值在线填补方法。

技术介绍

[0002]南极冰穹A(Dome A)地区具有连续黑夜、自由大气视宁度 好、大气边界层低等特点，非常适合光学红外和射电望远镜的观 测。目前，已有多台天文观测设备在该地区安装运行。在所有台址 参数中，南极地区极佳的视宁度条件是吸引天文学家的最重要因 素。
[0003]视宁度是一个用于表征大气湍流对望远镜分辨率影响程度的重 要参量，对于高精度成像及暗源的观测具有决定性影响。因此，为 了充分利用南极地区绝佳的视宁度条件，需要对视宁度进行实时的 监测，并根据监测结果调整望远镜的观测计划，以避免错过最佳的 观测窗口，提高望远镜的科学产出率。视宁度通常由差分图像运动 测量仪DIMM(Differential Image Motion Monitor)测量，该设备由 光学设备、可指向跟踪的机架和控制计算机组成。为了完成视宁度 的观测，需要对指定恒星持续不断的跟踪观测。
[0004]但在实际操作中，南极的极端环境本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种南极视宁度缺失值在线填补方法，其特征在于，所述方法包括：获取观测站点的视宁度历史数据与气象历史数据；分析所述视宁度历史数据与所述气象历史数据，使用斯皮尔曼秩相关系数法筛选出与视宁度高相关性的目标气象数据；以所述目标气象数据为输入，所述视宁度历史数据为输出，建立所述观测站点的训练样本数据，使用z
‑
score标准得分方法对所述训练样本数据进行标准化处理；基于所述训练样本数据，选择有理二次核用来计算所述训练样本数据的输入变量之间的协方差；建立基于所述训练样本数据条件概率的负对数作为似然函数，以似然函数最小值为目标函数，优化算法为拟牛顿法，获得视宁度与气象数据之间的高斯过程回归模型；应用所述回归模型用于目标站点进行实时视宁度缺失值填补，包括：判断目标视宁度是否可以正常采集，当某一时刻采集的目标视宁度数据值为0时，认为此时目标视宁度采集中断，此时获取当前时刻的目标气象数据，标准化处理后输入到所述回归模型中计算得到预测值；对所述回归模型输出的预测值反标准化处理，获得目标视宁度缺失值的填补值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括根据气象数据的季节性以及周期性对所述回归模型进行更新，所述更新以当前所述回归模型中的超参数为初始化值，以当前周采集的观测站点的新视宁度数据与新气象数据作为新样本数据，重复以下步骤：以所述新气象数据为输入，所述新视宁度数据为输出，建立所述观测站点的新训练样本数据，使用z
‑
score标准得分方法对所述新训练样本数据进行标准化处理；基于所述新训练样本数据，选择有理二次核用来计算样本输入变量之间的协方差；建立基于所述新...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜福嘉，王二朋，侯旭，
申请(专利权)人：中国科学院国家天文台南京天文光学技术研究所，
类型：发明
国别省市：