We use cookies in order to improve the quality and usability of the HSE website. More information about the use of cookies is available here, and the regulations on processing personal data can be found here. By continuing to use the site, you hereby confirm that you have been informed of the use of cookies by the HSE website and agree with our rules for processing personal data. You may disable cookies in your browser settings.

  • A
  • A
  • A
  • ABC
  • ABC
  • ABC
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Regular version of the site

Research Seminar "Statistical Analysis of the Space Data"

2024/2025
Academic Year
RUS
Instruction in Russian
6
ECTS credits
Delivered at:
Joint Department of Space Physics with the Space Research Institute (RAS)
Course type:
Compulsory course
When:
1 year, 1, 2 module

Instructor


Pozanenko, Aleksej S.

Программа дисциплины

Аннотация

Целями НИС «Статистический анализ данных космического эксперимента» являются: • создание среды для совершенствования и развития своей интеллектуального и культурного уровня, помощь в построении своей траектории профессионального развития и карьеры • развитие навыков проведения профессиональной, в том числе научноисследовательской деятельности в международной среде • формирование навыков задавать и транслировать правовые и этические нормы в профессиональной и социальной деятельности, способности определять, транслировать общие цели в профессиональной и социальной деятельности • формирование у студентов профессиональных компетенций, связанных с использованием современных инструментов, методов получения и обработки данных в области статистического анализа данных; • развитие умений, основанных на полученных знаниях, позволяющих получать ограничения на параметры астрофизических объектов и их природу, используя результаты различных астрономических наблюдений; • получение студентами навыков самостоятельной исследовательской работы с использованием специфических методов экспериментальной астрофизики; • получение практических навыков использования данных современных наземных и орбитальных обсерваторий для решения задач исследования космического пространства.
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Целями НИС «Статистический анализ данных космического эксперимента» являются: • создание среды для совершенствования и развития своей интеллектуального и культурного уровня, помощь в построении своей траектории профессионального развития и карьеры • развитие навыков проведения профессиональной, в том числе научноисследовательской деятельности в международной среде • формирование навыков задавать и транслировать правовые и этические нормы в профессиональной и социальной деятельности, способности определять, транслировать общие цели в профессиональной и социальной деятельности • формирование у студентов профессиональных компетенций, связанных с использованием современных инструментов, методов получения и обработки данных в области статистического анализа данных; • развитие умений, основанных на полученных знаниях, позволяющих получать ограничения на параметры астрофизических объектов и их природу, используя результаты различных астрономических наблюдений; • получение студентами навыков самостоятельной исследовательской работы с использованием специфических методов экспериментальной астрофизики; • получение практических навыков использования данных современных наземных и орбитальных обсерваторий для решения задач исследования космического пространства.
  • Научно-исследовательский семинар является одной из форм сквозной организации научно-исследовательской работы магистрантов в течение всего времени обучения, создающей условия для формирования компетенций комплексного применения знаний и навыков, получаемых в ходе обучения по всем другим дисциплинам программы, в процессе создания магистерской диссертации. Работа в НИС должна давать магистранту начальный опыт деятельности в профессиональном сообществе. Для полноценной работы в семинаре магистранты должны владеть знаниями, навыками и компетенциями всех дисциплин учебного плана программы (по мере их изучения). Логическим продолжением научно-исследовательского семинара выступает проект по тематике Базовой кафедры и научно-исследовательского семинара. Проект, также как и НИС, относится к Блоку 2 «Практики, проектная и/или научно-исследовательская работа» учебного плана образовательной программы. Материалы проектной работы могут быть использованы при выполнении части ВКР. Проект носит характер научного исследования. Основные задачи проекта: - применение полученных теоретических знаний при решении конкретных задач по направлению подготовки; - стимулирование навыков самостоятельной исследовательской и аналитической работы; - презентация навыков публичной дискуссии и защиты результатов проектной работы, предложений и рекомендаций. Проектная работа регулируется Положением о проектной, научно-исследовательской деятельности и практиках студентов Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики».
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • знают характерные задачи обработки.
  • могут провести сравнение выборок и проверку гипотез.
  • умеют вычислить функции авто и кросс корреляции
  • умеют вычислять среднее, дисперсию и другие моменты.
  • умеют определять белый и цветной шум в космических данных
  • умеют определять в космических данных направления распространения и поляризации волны
  • умеют оценить ошибки вычисления.
  • умеют подготовить сигнал: дискретизация, частота Найквиста, вычитание тренда и т.п.
  • умеют применять вейвлеты для анализа данных
  • умеют применять стандартные методы для разделения сигнала и статистического шума
  • умеют применять усреднение, дифференцирование и другие разностные методы как частный случай цифрового фильтра
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Виды одномерных данных космического и наземного геофизического эксперимента. Характерные задачи обработки.
  • Данные как случайный процесс. Эргодичность и стационарность. Нормальное распределение. Белый и цветной шум.
  • Среднее, дисперсия и другие моменты. Ошибки вычисления. Сравнение выборок и проверка гипотез. Параметрические и непараметрические методы
  • Функции авто и кросс корреляции
  • Преобразование Фурье. Периодограмма. Подготовка сигнала: дискретизация, частота Найквиста, вычитание тренда и т.п. Функция спектральной плотности мощности (авто-спектр). Оценки достоверности. Усреднение по частотам и по реализациям
  • Модели скользящего среднего и авторегресии. Устойчивость. Частотная и фазовая характеристики. Усреднение, дифференцирование и другие разностные методы как частный случай цифрового фильтра
  • Прочие методы спектрального оценивания. Вейвлетные преобразования. Спектральное III. Оц по функции корреляции. Использование моделей скользящего среднего и авторегрессии
  • Многокомпонентные сигналы. Матрица корреляции во временном и частотном диапазонах. Определение направления распространения и поляризации волны. Кросс-спектры. Функции когерентности и фазы, Понятие о би-спектрах. Использование многоточечных измерений для определения пространственных характеристик
  • Аппроксимация. Метод наименьших квадратов. Метод максимального правдоподобия. Данные, получаемые методом накопления. Разделение сигнала и статистического шума
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Контрольная работа
    Текущий контроль предусматривает одну контрольную работу в конце 1-го модуля. Контрольная работа включает письменное решение 2-х задач в билете по темам пройденного материала в течение 1.5 часа.
  • блокирующий Экзамен
    Итоговый контроль - экзамен в конце 2-го модуля. Проводится устно в формате подготовки ответа на 2 вопросы в билете и беседы по программе курса. Билет содержит 2 вопроса по материалам лекций и семинаров
  • неблокирующий Домашняя работа
    Домашняя работа включает практическую работу с данными космического эксперимента и состоит из 4-х заданий, выполняемых самостоятельно
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • 2024/2025 2nd module
    0.25 * Домашняя работа + 0.25 * Контрольная работа + 0.5 * Экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Статистический анализ данных на компьютере, Тюрин, Ю. Н., 1998

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Sharma, D. K. K. (2015). Statistical Analysis, Design Of Experiments, Random Error And Bias. https://doi.org/10.5281/zenodo.1196742
  • Upshaw, B., Liou, Y.-H. A., & Morilak, D. P. (1994). Statistical analysis of microgravity experiment performance using the “degrees of success” scale [microform] / Bernadette Upshaw, Ying-Hsin Andrew Liou, Daniel P. Morilak. [Washington, DC] : [Springfield, Va. : National Aeronautics and Space Administration ; National Technical Information Service, distributor, 1994. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsgpr&AN=edsgpr.000443061
  • Прикладной статистический анализ : учеб. пособие для вузов, Куликов, Е. И., 2008

Авторы

  • Позаненко Алексей Степанович
  • Панкратова Елена Игоревна