本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例涉及粒子探測(cè)，特別涉及基于機(jī)器學(xué)習(xí)高能帶電粒子環(huán)境模型構(gòu)建方法。

背景技術(shù)：

1、地球軌道空間高能粒子受地球磁場(chǎng)、太陽(yáng)活動(dòng)的共同影響，產(chǎn)生具有多個(gè)不同變化周期疊加、動(dòng)態(tài)變化的近地高能粒子環(huán)境分布。根據(jù)目前技術(shù)，輻射帶的高能粒子模型構(gòu)建主要基于以下幾種辦法：

2、1、基于物理機(jī)制：考慮輻射帶粒子的徑向擴(kuò)散、局部加速、局部損失、磁層陰影和電對(duì)流等重要機(jī)制，例如gfz基于美國(guó)verb4d代碼開(kāi)展的動(dòng)態(tài)輻射帶模型構(gòu)建，其優(yōu)點(diǎn)是與實(shí)際探測(cè)數(shù)據(jù)同化結(jié)果較好，缺點(diǎn)是計(jì)算復(fù)雜度高，計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)，難以用于工程應(yīng)用，主要用于在科學(xué)研究方面對(duì)一些具體空間天氣事件開(kāi)展分析。

3、2、基于統(tǒng)計(jì)學(xué)理論：包括傳統(tǒng)的ae/ap輻射帶模型、crres等模型，利用在軌長(zhǎng)時(shí)間探測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)的平均結(jié)果構(gòu)建的。它們的優(yōu)點(diǎn)是方便在工程設(shè)計(jì)中提供具有一定參考價(jià)值的粒子環(huán)境參數(shù)，如能譜、通量等信息，缺點(diǎn)是不能描述太陽(yáng)活動(dòng)引起的空間高能粒子周期性變化，僅能給出高年、低年時(shí)平均的結(jié)果，另外對(duì)于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)覆蓋稀疏帶來(lái)的影響也難以消除。在工程應(yīng)用中難以做到精確分析，為輻射防護(hù)設(shè)計(jì)帶來(lái)較大的冗余空間。

4、以上方法在輻射帶模型構(gòu)建的過(guò)程中，存在如下問(wèn)題：

5、1、對(duì)于能夠更動(dòng)態(tài)描述輻射帶環(huán)境的物理機(jī)制方法，其計(jì)算速度和輸入?yún)?shù)依賴過(guò)于緩慢復(fù)雜，無(wú)法為工程提供應(yīng)用，還需要有真實(shí)探測(cè)數(shù)據(jù)做數(shù)據(jù)同化才能夠使用，無(wú)法脫離探測(cè)數(shù)據(jù)給出較為準(zhǔn)確的結(jié)果；

6、2、對(duì)于統(tǒng)計(jì)方式構(gòu)建的工程可用輻射帶環(huán)境模型，其對(duì)于動(dòng)態(tài)環(huán)境波動(dòng)的描述不足，難以利用現(xiàn)有模型在b/l坐標(biāo)系下構(gòu)建更復(fù)雜的模型變化，需要長(zhǎng)期大量探測(cè)數(shù)據(jù)才能夠建立，而隨著環(huán)境的逐漸變化以往探測(cè)數(shù)據(jù)可能會(huì)逐步與目前演化規(guī)律產(chǎn)生偏差，使模型不準(zhǔn)確。

7、由此，亟需一種更好的方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例提供了基于機(jī)器學(xué)習(xí)高能帶電粒子環(huán)境模型構(gòu)建方法。本說(shuō)明書(shū)一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例同時(shí)涉及基于機(jī)器學(xué)習(xí)高能帶電粒子環(huán)境模型構(gòu)建裝置，一種計(jì)算設(shè)備，一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)以及一種計(jì)算機(jī)程序，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷。

2、根據(jù)本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例的第一方面，提供了一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)高能帶電粒子環(huán)境模型構(gòu)建方法，包括：

3、獲取探測(cè)數(shù)據(jù)，基于探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行高能帶電粒子環(huán)境模型的基線構(gòu)建，確定環(huán)境模型基線；

4、基于環(huán)境模型基線進(jìn)行地磁坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，確定地磁坐標(biāo)；

5、基于地磁坐標(biāo)進(jìn)行模型構(gòu)建，確定環(huán)境基線模型；

6、基于環(huán)境基線模型進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，確定環(huán)境波動(dòng)數(shù)據(jù)，并基于環(huán)境波動(dòng)數(shù)據(jù)和空間環(huán)境因素進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，確定有向圖；

7、基于有向圖和機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)模型構(gòu)建，確定環(huán)境波動(dòng)模型；

8、基于環(huán)境波動(dòng)模型和環(huán)境基線模型確定高能粒子環(huán)境模型。

9、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，基于探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行高能帶電粒子環(huán)境模型的基線構(gòu)建，確定環(huán)境模型基線，包括：

10、基于探測(cè)數(shù)據(jù)獲取能道粒子通量計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)；

11、基于能道粒子通量計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)、時(shí)間戳數(shù)據(jù)和衛(wèi)星軌道數(shù)據(jù)確定衛(wèi)星空間位置；

12、基于衛(wèi)星空間位置進(jìn)行空間克里金插值，確定環(huán)境模型基線。

13、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，基于環(huán)境模型基線進(jìn)行地磁坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，確定地磁坐標(biāo)，包括：

14、確定內(nèi)源磁場(chǎng)和外源磁場(chǎng)，基于內(nèi)源磁場(chǎng)和外源磁場(chǎng)確定映射關(guān)系；

15、基于環(huán)境模型基線和映射關(guān)系確定地磁坐標(biāo)。

16、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，基于地磁坐標(biāo)進(jìn)行模型構(gòu)建，確定環(huán)境基線模型，包括：

17、基于地磁坐標(biāo)確定基線分布數(shù)據(jù)；

18、基于基線分布數(shù)據(jù)構(gòu)建各能量參數(shù)對(duì)應(yīng)的規(guī)律模型；

19、基于規(guī)律模型進(jìn)行加權(quán)疊加，確定環(huán)境基線模型。

20、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，基于環(huán)境波動(dòng)數(shù)據(jù)和空間環(huán)境因素進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，確定有向圖，包括：

21、基于空間環(huán)境因素確定至少兩個(gè)環(huán)境因子，將至少兩個(gè)環(huán)境因子基于時(shí)間尺度進(jìn)行對(duì)齊；

22、從至少兩個(gè)環(huán)境因子確定第一環(huán)境因子和第二環(huán)境因子，基于第一環(huán)境因子和第二環(huán)境因子進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，確定因果關(guān)系；

23、基于因果關(guān)系確定有向圖。

24、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，基于有向圖和機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)模型構(gòu)建，確定環(huán)境波動(dòng)模型，包括：

25、基于空間環(huán)境因素確定目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，基于有向圖和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)提取得到目標(biāo)有向圖；

26、基于目標(biāo)有向圖確定關(guān)聯(lián)特性，并基于關(guān)聯(lián)特性和機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)模型構(gòu)建，確定環(huán)境波動(dòng)模型。

27、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，基于環(huán)境波動(dòng)模型和環(huán)境基線模型確定高能粒子環(huán)境模型，包括：

28、將環(huán)境波動(dòng)模型和環(huán)境基線模型進(jìn)行疊加，確定高能粒子環(huán)境模型。

29、根據(jù)本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例的第二方面，提供了一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)高能帶電粒子環(huán)境模型構(gòu)建裝置，包括：

30、基線確定模塊，被配置為獲取探測(cè)數(shù)據(jù)，基于探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行高能帶電粒子環(huán)境模型的基線構(gòu)建，確定環(huán)境模型基線；

31、坐標(biāo)確定模塊，被配置為基于環(huán)境模型基線進(jìn)行地磁坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，確定地磁坐標(biāo)；

32、基線模型確定模塊，被配置為基于地磁坐標(biāo)進(jìn)行模型構(gòu)建，確定環(huán)境基線模型；

33、有向圖確定模塊，被配置為基于環(huán)境基線模型進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，確定環(huán)境波動(dòng)數(shù)據(jù)，并基于環(huán)境波動(dòng)數(shù)據(jù)和空間環(huán)境因素進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，確定有向圖；

34、環(huán)境波動(dòng)模塊，被配置為基于有向圖和機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)模型構(gòu)建，確定環(huán)境波動(dòng)模型；

35、環(huán)境模型模塊，被配置為基于環(huán)境波動(dòng)模型和環(huán)境基線模型確定高能粒子環(huán)境模型。

36、根據(jù)本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例的第三方面，提供了一種計(jì)算設(shè)備，包括：

37、存儲(chǔ)器和處理器；

38、存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，處理器用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，該計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述基于機(jī)器學(xué)習(xí)高能帶電粒子環(huán)境模型構(gòu)建方法的步驟。

39、根據(jù)本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例的第四方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，該指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述基于機(jī)器學(xué)習(xí)高能帶電粒子環(huán)境模型構(gòu)建方法的步驟。

40、根據(jù)本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例的第五方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序，其中，當(dāng)計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)中執(zhí)行時(shí)，令計(jì)算機(jī)執(zhí)行上述基于機(jī)器學(xué)習(xí)高能帶電粒子環(huán)境模型構(gòu)建方法的步驟。

41、本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例提供基于機(jī)器學(xué)習(xí)高能帶電粒子環(huán)境模型構(gòu)建方法及裝置，其中基于機(jī)器學(xué)習(xí)高能帶電粒子環(huán)境模型構(gòu)建方法包括：獲取探測(cè)數(shù)據(jù)，基于探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行高能帶電粒子環(huán)境模型的基線構(gòu)建，確定環(huán)境模型基線；基于環(huán)境模型基線進(jìn)行地磁坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，確定地磁坐標(biāo)；基于地磁坐標(biāo)進(jìn)行模型構(gòu)建，確定環(huán)境基線模型；基于環(huán)境基線模型進(jìn)行數(shù)據(jù)提取，確定環(huán)境波動(dòng)數(shù)據(jù)，并基于環(huán)境波動(dòng)數(shù)據(jù)和空間環(huán)境因素進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，確定有向圖；基于有向圖和機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)模型構(gòu)建，確定環(huán)境波動(dòng)模型；基于環(huán)境波動(dòng)模型和環(huán)境基線模型確定高能粒子環(huán)境模型。通過(guò)利用機(jī)器學(xué)習(xí)構(gòu)建多環(huán)境因素在數(shù)據(jù)因果關(guān)系上的表征，可以做到速度快、與真實(shí)數(shù)據(jù)對(duì)比一致性好。