Implementation of Machine Learning Methods for Ionospheric Scintillation Data Analysis
Notice bibliographique
Résumé
The ionosphere is a region in the Earth’s upper atmosphere, where atoms are ionized due to solar radiation. The behavior of the ionosphere depends on time and location, and it is highly influenced by solar activity. The ionization process creates layers of free electrons at different altitudes, which can cause fluctuations in electromagnetic waves crossing the region. The effect of ionospheric events on radio signals can be measured using Global Navigation Satellite Systems (GNSS) receivers, in terms of ionospheric scintillation and Total Electron Content (TEC). The GNSS team at the Space Physics Research Lab (SPRL) studies ionospheric events using multi-frequency GNSS receivers (NovAtel GPStation-6) capable measuring high and low rate scintillation data as well as TEC values from three different GNSS systems (GPS, GALILEO, and GLONASS). The purpose of this project is to develop a machine learning algorithm, using recurrent neural networks, to detect ionospheric events in low-rate scintillation data. Recurrent neural networks are often used for time-series applications, including forecasting and prediction. The model is being trained using data collected by the GNSS receivers in multiple locations (including Daytona Beach), with a focus on high-latitude data from the Canadian High Artic Ionospheric Network (CHAIN). The machine learning model will be integrated with the Embry-Riddle Ionospheric Scintillation Algorithm (EISA), an existing model capable of processing ionospheric data. EISA was developed by the GNSS team at SPRL. The updated model will allow the team to automate the process of ionospheric event detection, which is currently done manually. Upon this implementation, EISA will become an end-to-end model for ionospheric data collection, processing, and modelling.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,008 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,007 | 0,003 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».