استفاده از روش تجزيه به مؤلفه‌هاي اصلي (PCA) در سيستم استنتاج فازي (FIS) جهت مدل‌سازي سري زماني يونوسفر

در اين مقاله از تركيب روش تجزيه به مؤلفه‌هاي اصلي (PCA) و همچنين سيستم استنتاج فازي (FIS) جهت مدل‌سازي سري زماني تغييرات محتواي الكترون كلي (TEC) يونوسفر در منطقه ايران استفاده شده است. نوآوري مقاله در اين است كه مشاهدات قبل از ورود به الگوريتم فازي، با استفاده از PCA به مؤلفه‌هاي اصلي تجزيه شده و تنها چند مؤلفه اصلي اول به‌عنوان ورودي و جهت آموزش الگوريتم‌ استفاده مي‌شوند. حسن اين‌كار در كاهش محاسبات رياضي انجام گرفته، افزايش سرعت محاسبات و همچنين كاهش زمان همگرايي به جواب بهينه است. مشاهدات مربوط به ايستگاه GPS تهران كه يكي از ايستگاه‌هاي شبكه جهاني IGS است براي سال‌ 2016 مورد‌‌استفاده قرار گرفته است. از شاخص‌هاي آماري dVTEC=|VTECGPS-VTECmodel|، ضريب همبستگي و همچنين جذر خطاي مربعي ميانگين (RMSE) جهت ارزيابي روش جديد استفاده شده است. ارزيابي‌هاي آماري صورت‌گرفته در مورد شاخص dVTEC نشان مي‌دهد كه براي مدل تركيبي PCA-FIS، اين شاخص نسبت به حالت مدل FIS بدون PCA، مدل تجربي NeQuick و همچنين خروجي‌هاي شبكه جهاني IGS (GIM-TEC) مقدار عددي كمتري را دارد. ضريب همبستگي مرحله آزمون براي مدل‌هاي PCA-FIS، GIM و NeQuick به‌ترتيب برابر با 0.890، 0.704 و 0.697 به‌دست آمده است. همچنين مقدار RMSE مرحله آزمون برايمدل‌هاي PCA-FIS، GIM و NeQuick به‌ترتيب برابر با 1.88، 6.11 و 6.97TECU حاصل شده است. با استفاده از تركيب PCA و شبكه فازي سرعت همگرايي به جواب بهينه از 205 ثانيه به 159 ثانيه كاهش يافته است. آناليز مؤلفه‌هاي x، y و z در تعيين موقعيت نقطه‌اي دقيق (PPp ) نيز حاكي از بهبود 5 الي 10 ميلي‌متر نسبت به مدل GIM و مدل تجربي NeQuick مي‌باشد. نتايج حاصل از اين مقاله نشان مي‌دهد كه روش PCA-FIS يك روش با دقت، صحت و سرعت بالا جهت مدل‌سازي سري زماني تغييرات TEC در منطقه ايران است.