恭喜山东建筑大学李婉秋获国家专利权
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龙图腾网恭喜山东建筑大学申请的专利基于遗传算法优化SVM的GNSS坐标时序预测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119939258B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510422190.4,技术领域涉及:G06F18/214;该发明授权基于遗传算法优化SVM的GNSS坐标时序预测方法是由李婉秋;温雨硕;蒋涛;孙伟;孙英君;祝程程;毕京学;丁伟;王志伟;汪良龙;鲁善博设计研发完成,并于2025-04-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于遗传算法优化SVM的GNSS坐标时序预测方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于遗传算法优化SVM的GNSS坐标时序预测方法,属于大地测量形变监测技术领域,包括以下步骤:S1、收集某地区多个GNSS站点的地球物理效应数据和GNSS时间序列,并进行处理得到各个GNSS站点的完整的时间序列;S2、构建GA‑SVM模型:利用遗传算法优化支持向量机模型,得到满足每个GNSS站点的GA‑SVM模型;S3、进行模型评估与预测。本发明采用地球物理效应等四种特征数据对GNSS进行预测,采用GA进行优化,可以进行多目标优化,解决高维数据中的参数优化问题,提升模型在高维数据上的表现;同时,为模型提供了足够的训练和验证数据,提高模型的训练效果和预测精度,使模型具有更高的精准性和泛化能力。
本发明授权基于遗传算法优化SVM的GNSS坐标时序预测方法在权利要求书中公布了:1.一种基于遗传算法优化SVM的GNSS坐标时序预测方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、数据处理:收集某地区多个GNSS站点的地球物理效应数据和GNSS时间序列,得到各个GNSS站点的原始时间序列,然后对原始时间序列进行粗差剔除、插值补全,得到各个GNSS站点的完整的时间序列,并划分为训练集和测试集,具体步骤为: S11、对每个GNSS站点的原始时间序列数据进行缺失值填充和标准化处理:首先使用随机森林回归模型对原始时间序列进行处理,随机森林模型为: ; 其中,是预测值,是第棵决策树的预测值,D是决策树的数量,对于原始时间序列中的缺失值,使用其他列作为特征,训练随机森林模型,预测缺失值并进行填充; 完成缺失值的填充后,将数据进行标准化处理,使其转换为均值为0,标准值为1的形式,表示为: ; 其中,为填充完缺失值的时间序列,为数据的均值,为标准差,为一个小的常数; S12、对处理完成后的时间序列进行粗差剔除,得到不含粗差和噪声的时间序列,具体步骤为: (1)使用奇异谱分析方法对标准化后的时间序列进行分解,得到重构后的时间序列,具体步骤为: 1)轨迹矩阵构建:将S12处理后的时间序列X转换为轨迹矩阵H,表示为: ; 其中,是窗口长度,是轨迹矩阵的列数; 2)奇异值分解:对轨迹矩阵H进行奇异值分解,得到: ; 其中,是左奇异向量矩阵,是奇异值矩阵,是右奇异值向量矩阵,表示V的转置; 3)成分选择与重构:根据奇异值的方差贡献率选择主要成分,方差贡献率的计算公式表示为: ; 其中,是第个奇异值,是奇异值的总数,表示第个奇异值; 选择好成分后,使用选择的前个成分、、来重构时间序列,表示为: ; 然后使用巴特沃斯低通滤波器对重构后的时间序列进行处理,提取出时间序列的趋势成分; 其中滤波公式为: ; 其中,、是滤波器系数,是输入信号,是趋势成分,是离散时间序号,M是的最大延迟阶数,Z是最大延迟阶数; (2)使用四分位距方法开始进行粗差探测,首先计算四分位距,表示为:; 其中,为上四分位数,为下四分位数; 然后确定数据的上下界限,超出上下界限的数据节点被认定为是粗差; 其中,下限为: ; 上限为: ; (3)完成粗差探测后,进行季节性成分计算和噪声计算,其中,季节性分析计算公式表示为: ; 噪声计算公式表示为: ; 其中,为标准化后的原始时间序列,为重构后的时间序列; S13、采用克里金插值法与卡尔曼滤波-随机森林插值模型分别对S12得到的各个站点的数据进行插值补充; S2、构建GA-SVM模型:将训练集数据作为输入,利用遗传算法优化支持向量机模型,选择最优的参数组合并导入支持向量机模型中,进行支持向量机模型训练,得到满足每个GNSS站点的GA-SVM模型; S3、模型评估与预测:对GA-SVM模型分别利用训练集和测试集进行预测,通过多次交叉验证,得到最终的GA-SVM模型,进行GNSS坐标时序预测。
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