本书以地球变化磁场物理机理分析为基础，以构建高精度区域地球变化磁场模型为目的，对地球变化磁场复杂度特性、单站预测模型、区域尺度特性、区域重构与综合预测模型等关键问题进行了深入研究。 本书中进行的研究得到了国家自然科学基金以及中国博士后科学基金的支持。 本书可供从事地磁辅助导航、地球物理信号处理等方向研究的科研人员、高等院校的教师和相关专业的研究生、高年级大学生使用和参考。

第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 区域地球变化磁场分析与建模技术研究现状
1.2.1 基于复杂度理论的地球变化磁场时间序列分析
1.2.2 地磁场日变化的区域尺度特性分析
1.2.3 地球变化磁场的单站模型研究
1.2.4 地球变化磁场的区域模型研究
1.3 主要研究思路
第2章 地磁学基础及数据整理
2.1 地磁学基础
2.2 地磁数据整理
2.3 本章小结
第3章 基于复杂度理论的地球变化磁场时间序列分析
3.1 引言
3.2 复杂度理论方法
3.2.1 样本熵算法
3.2.2 多尺度熵算法
3.2 _3滑动窗样本熵算法
3.3 复杂度方法的仿真验证
3.3.1 典型信号的选取
3.3.2 典型信号的样本熵及多尺度熵计算
3.3.3 滑动窗样本熵的突变检测性能测试
3.4 地球变化磁场时间序列的复杂度分析
3.4.1 地磁数据来源
3.4.2 不同An指数地球变化磁场的样本熵复杂度分析
3.4.3 不同An指数地球变化磁场的多尺度熵复杂度分析
3.4.4 不同磁扰程度下地球变化磁场的滑动窗样本熵分析
3.5 本章小结
第4章 地球变化磁场的单站预测模型
4.1 引言
4.2 模型所用数据
4.3 MEEMD-样本熵-回声状态网络地球变化磁场预测模型
4.3.1 改进集成经验模态分解(MEEMD)方法
4.3.2 回声状态网络
4.3.3 MEEMD-ESN地球变化磁场预测模型
4.3.4 建模方法
4.4 模型预测实验
4.4.1 平静期建模与预测
4.4.2 中等活动期建模与预测
4.4.3 较高活动期建模与预测
4.5 模型预测性能比较
4.6 本章小结
第5章 地球变化磁场的区域尺度特性分析
5.1 引言
5.2 地磁数据来源
5.3 基于观测实验数据的区域尺度特性分析
5.3.1 仪器比对实验
5.3.2 不同距离尺度的测点尺度特性分析
5.3.3 同纬度地磁测点的时差影响分析
5.4 基于地磁台阵观测数据的区域尺度特性分析
5.4.1 不同距离尺度的两两测站尺度特性分析
5.4.2 地磁日变化空间差异性的季节性变化分析
5.4.3 一个特例研究
5.5 基于经纬度链(大、小尺度)地磁台站数据的区域尺度特性分析
5.5.1 大尺度经度链特性分析
5.5.2 小尺度经度链特性分析
5.5.3 大尺度纬度链特性分析
5.5.4 小尺度纬度链特性分析
5.6 本章小结
第6章 区域地球变化磁场的Kriging重构模型
6.1 引言
6.2 基于改进Kriging法的区域地球变化磁场重构方法及精度评估
6.2.1 区域地球变化磁场的改进Kriging重构方法
6.2.2 重构精度评估
6.3 区域地球变化磁场重构实验
6.3.1 数据说明
6.3.2 重构实例
6.4 区域地球变化磁场重构误差分析
6.5 本章小结
第7章 基于区域重构的地球变化磁场综合预测模型
7.1 引言
7.2 建模方法
7.3 短期预测实验
7.4 区域预测精度评估
7.5 本章小结
第8章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献