Google porabi milijone pametnih telefonov za preslikavo zemeljske ionosfere in za izboljšanje GPS

Google porabi milijone pametnih telefonov za preslikavo zemeljske ionosfere in za izboljšanje GPS

Študija izvedljivosti Google ekipe je bila objavljena 13. novembra v reviji Nature 1 .

"To je neverjeten zapis podatkov," pravi Anthea Coster, atmosferski fizik na Massachusetts Institute of Technology v Cambridgeu. "Kartico precej zaključi na območjih, kjer nujno potrebujemo več informacij."

Podatki mobilnih telefonov bi lahko na nekaterih območjih zmanjšali napake GPS za 10–20% in še bolj v regijah, ki jih premalo dobavi, ocenjuje Ningbo Wang, atmosferski fizik na Inštitutu za vesoljske informacijske raziskave Kitajske akademije znanosti v Pekingu. Tudi pri prilagoditvah ostaja motnja zaradi ionosfere izziv, zlasti med sončnimi nevihtami, ki sprožijo neenakomerne razmere v ionosferi. "Predstavljeni rezultati so res impresivni."

dvojni ligamenti

V primeru delne ionizacije zraka se prosto premični elektroni zlahka upočasnijo in vplivajo na radijske signale, ki pridejo na Zemljo iz GPS in drugih navigacijskih satelitov. To lahko vpliva na časovno sinhronizacijo na ravni nanosekund, ki jo za določitev njihovih lokacij uporabljajo satelitske navigacijske naprave. To ima potencialno resne učinke na pristanke letala in avtonomna vozila.

Resnični zemljevidi gostote teh elektronov se pogosto uporabljajo za popravljanje nihanj v ionosferi. Inženirji ustvarijo kartice z uporabo podatkov iz sprejemnih postaj, ki temeljijo na tleh, ki lahko prepoznajo čas prihoda dveh različnih frekvenc radijskih valov, ki jih prejme isti satelit. Elektroni v ionosferi počasi nizko frekvenčne valove več kot visoke frekvence, na primer nanosekund. Ta razlika ponuja informacije o gostoti elektronov, skozi katere je val šel na poti do prejemnika.

Brez teh popravkov bi bil GPS približno 5 metrov netočen in med sončnimi nevihtami na več deset metrov, če povabljeni delci povečajo gostoto elektronov s sonca. Toda številne regije sveta manjkajo sprejemne postaje, ki temeljijo na tleh, da bi ustvarile te kartice.

ozadje hrupa

Čeprav vse navigacijske naprave ne morejo delovati z več frekvencami, sodobni telefoni to pogosto počnejo. Po besedah ​​Briana Williamsa, računalnika v Googlu v Mountain View v Kaliforniji in Co -jahor študije, telefonski senzorji niso bili predhodno obravnavani kot praktični za preslikavo ionosfere. To je zato, ker so podatki mobilnih telefonov veliko bolj opojni od posebej razvitih znanstvenih sprejemnih naprav, zlasti zato, ker prejemajo le signale občasno in radijski valovi v mestnih območjih se odražajo na bližnjih stavbah.

Googlova ekipa je bila delno uspešna zaradi velikega števila pridobljenih podatkov. "Ko so velike količine združene, se zvoki nadomestijo in še vedno dobite jasen signal," pravi Williams. "Kot da je v vsakem mestu, v kateri so telefoni, v vsakem mestu obstaja znanstvena nadzorna postaja."

Kdor ima telefon Android in Googlu dovoli, da zbira podatke senzorjev za izboljšanje natančnosti lokacije, je lahko prispeval k študiji. Vendar so podatki združeni, tako da posameznih naprav ni mogoče prepoznati, pojasnjuje podjetje.

Williams pojasnjuje, da že deluje na uporabi te tehnologije za izboljšanje natančnosti lokacije za uporabnike Androida. Toda podatki bi morali biti koristni tudi za znanstvene študije v zgornji atmosferi Zemlje. Kartica je že razkrila mehurčke v ioniziranem plinu, znani kot plazma, o Južni Ameriki, ki prej niso bili podrobno opaženi.

Če želite resnično uporabljati znanost, mora Google objaviti podatke, pravi Coster, ki deluje na Madrigal Database, viru skupnosti za geoprostorske podatke, ki združuje ionosferne datume na tisoče zemeljskih postaj. Tiskovni predstavnik Google je obvestil ekipo Nature News, da so podatki, ki stojijo za študijo, objavljeni skupaj s člankom, vendar trenutno ni načrtov za zagotavljanje svežih podatkov v realnem času.

Raziskovalci delajo na uporabi drugih pametnih telefonov na druge načine. Googlov sistem Android Erdbiebenwarn leta 2020 je pokazal, kako senzorji pospeševanja v pametnih telefonih ljudi prepoznavajo potrese in opozarjajo druge, ki bi jih lahko še vedno prizadeli. Uporabniki Apple lahko dostopajo do aplikacije, ki uporablja podobno tehnologijo.

Do zdaj so znanstveniki smatrali telefone kot končne uporabnike navigacijskih storitev, pravi Wang. Ta preobrat za uporabo telefonskih podatkov kot vhodnih podatkov je "novo ozemlje", pravi. "Ta študija pomeni vznemirljivo spremembo."

>

1. Smith, J. et al. Narava 635, 365–369 (2024).

Prenesite reference