استفاده از سامانه استنتاج فازی (FIS) برای مدل سازی محتوای الکترون کلی یون سپهر در ایران

در این مقاله مقدار محتوای الکترون کلی (TEC) لایه یون سپهر با استفاده از سامانه استنتاج فازی (FIS) مدل سازی شده است. نوآوری اصلی این پژوهش، مدل سازی سری زمانی تغییرات TEC در ایران با استفاده از FIS است. برای آموزش شبکه فازی، از الگوریتم آموزش بهینه سازی انبوه ذرات هیبرید (BP-PSO) استفاده شده است. این الگوریتم آموزش، در مراحل اولیه جستجوی جواب از الگوریتم بهینه سازی انبوه ذرات (PSO) و در نزدیکی جواب بهینه از الگوریتم پس انتشار خطا (BP) بهره می برد. از مشاهدات سال 2015 ایستگاه GPS تهران، که یکی از ایستگاه های شبکه جهانی IGS است، جهت ارزیابی مدل پیشنهادی استفاده شده و نتایج کار با نتایج خروجی های شبکه جهانی IGS (GIM-TEC) و مدل شبکه عصبی مصنوعی (ANN) با ساختار 2-18-1 مقایسه شده است. جهت ارزیابی دقت و صحت مدل شبکه فازی ارائه شده در این مقاله، از هر فصل، پنج روز برای داده آزمون انتخاب شده و اعتبارسنجی مدل در این بیست روز صورت گرفته است. براساس نتایج، میانگین خطای نسبی محاسبه شده در بیست روز مورد آزمون برای مدل FIS، ANN و GIM در مقایسه با GPS به ترتیب برابر با 25/11%، 68/19% و 03/16% است. همچنین میانگین خطای مطلق محاسبه شده برای مدل FIS، ANN و GIM در مقایسه با GPS در بیست روز مورد آزمون به ترتیب برابر با TECU 32/1، TECU 33/3 و  TECU98/1 است. ضریب همبستگی محاسبه شده در بیست روز مورد آزمون برای FIS، ANN و GIM در مقایسه با GPS به ترتیب برابر با 9474/0، 6960/0 و 831/0 به دست آمده است. موقعیت ایستگاه GPS تهران براساس TEC حاصل از سه مدل FIS، ANN و GIM و با استفاده از تعیین موقعیت نقطه ای دقیق (PPP) محاسبه شده است؛. طبق این محاسبه، مدل شبکه فازی نسبت به دو مدل دیگر، خطای کمتری در تعیین موقعیت ایستگاه تهران دارد. نتایج تحلیل ها حاکی از برتری مدل FIS در مقایسه با مدل ANN و GIM است. با استفاده از مدل پیشنهادی این پژوهش می توان سری زمانی محتوای الکترونی کلی یون سپهر را با دقت و صحت زیاد مدل سازی و بررسی کرد. این مدل می تواند جایگزینی مناسب برای خروجی های شبکه جهانی IGS در منطقه ایران باشد.