湘潭大學柳文獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉湘潭大學申請的專利基于編碼解碼時空Transformer模型的全球電離層TEC預測方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120144967B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-26發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510592084.0,技術領域涉及:G06F18/20;該發明授權基于編碼解碼時空Transformer模型的全球電離層TEC預測方法是由柳文;羅智進;姚志強;鄧忠新;夏金玉設計研發完成,并于2025-05-09向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于編碼解碼時空Transformer模型的全球電離層TEC預測方法在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于編碼解碼時空Transformer模型的全球電離層TEC預測方法,屬于電離層總電子含量預測技術領域,包括步驟:S1:獲取并預處理TEC、Dst、Kp、SSN和F10.7數據,制作樣本并將數據劃分為訓練集、驗證集和測試集;S2:構建基于編碼解碼時空Transformer模型,編碼器由多分支卷積層和時空Transformer層組成,解碼器由卷積解碼層構成;S3:使用訓練集訓練模型,通過損失函數優化參數,利用驗證集調優,使用測試集評估性能和泛化能力。本發明顯著提高了全球TEC預測精度,在惡劣空間天氣條件下能保持較高的預測性能與魯棒性,實現了時空局部特征與全局特征的高效提取。
本發明授權基于編碼解碼時空Transformer模型的全球電離層TEC預測方法在權利要求書中公布了:1.基于編碼解碼時空Transformer模型的全球電離層TEC預測方法,其特征在于,包括以下步驟: S1:獲取并預處理TEC、Dst、Kp、SSN和F10.7數據,制作樣本并將數據劃分為訓練集、驗證集和測試集;其中,TEC為總電子含量,Dst為擾動風暴時間指數,Kp為行星K指數,SSN為太陽黑子數,F10.7為太陽F10.7輻射指數, S2:構建基于編碼解碼時空Transformer模型,其中,編碼器由多分支卷積層和時空Transformer層組成,時空Transformer層由空間Transformer層和時間Transformer層組成,負責提取局部時空特征并建模全局依賴,通過將輸入數據輸入多分支卷積層,進行時空局部特征的提取,將多分支卷積層輸出的數據傳入時空Transformer層,數據經過維度重塑、卷積嵌入和空間位置編碼處理后,傳遞至空間Transformer層,該層通過自注意力機制提取全局空間特征,空間Transformer層的輸出經維度重塑和轉置以及時間位置編碼后,輸入到時間Transformer層,該層通過自注意力機制捕捉時間依賴關系,提取全局時間特征,解碼器由卷積解碼層構成,負責將編碼器提取的特征解碼并生成TEC預測結果; 多分支卷積層包括兩個并行子分支:第一個子分支為一層Conv3D+BN+ReLU單元,通道數為32,第二個子分支為三層堆疊的Conv3D+BN+ReLU單元,通道數分別為16、32、64,最后將兩個并行子分支的輸出在通道維度進行拼接再通過一層Conv3D+BN+ReLU單元,其中,Conv3D表示三維卷積,BN表示批量歸一化,ReLU表示修正線性單元,“+”表示多個操作的順序執行; 空間Transformer層和時間Transformer層均由6層Transformer編碼器組成,每層編碼器由多頭自注意力模塊和多層感知器模塊堆疊而成,每個模塊前應用層歸一化,并在每個模塊后添加殘差連接; 卷積嵌入時,通過二維卷積,對維度為()的數據進行卷積,得到形狀為的輸出;將空間維度展平為一維序列,得到形狀為的嵌入數據,其中,,,卷積核大小為,步長與窗口大小一致; 卷積解碼層由兩層UpSampling+Conv3D+BN+ReLU單元、一層UpSampling+Conv3D+ReLU單元和一層Conv3D+ReLU單元按順序連接構成,其中,UpSampling表示上采樣; S3:使用訓練集訓練模型,通過損失函數優化參數,利用驗證集調優,最后使用測試集評估性能和泛化能力。
如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術,可聯系本專利的申請人或專利權人湘潭大學,其通訊地址為:411105 湖南省湘潭市雨湖區西郊羊牯塘;或者聯系龍圖騰網官方客服,聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。
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