谷歌借助數百萬安卓手機繪制電離層地圖 有望大幅提升 GPS 精度
近日,有媒體報道,谷歌與科羅拉多大學博爾德分校的研究人員合作,將全球數百萬部安卓手機轉變成靈敏的科學設備,繪制了迄今為止最詳細的地球大氣層電離層地圖之一。該研究由谷歌研究員布萊恩·威廉姆斯(Brian Williams)領導,科羅拉多大學博爾德分校航空航天工程系教授杰德·莫頓(Jade Morton)參與,研究成果已于11月13日發表在《自然》雜志上。
據報道,這項研究有望將 GPS 技術的定位精度提升數倍。研究團隊利用每臺安卓手機中內置的 GPS 傳感器,記錄電離層對來自衛星信號的干擾影響。通過這些設備的數據,研究人員能夠前所未有地觀察到諸如“等離子體氣泡”等電離層現象。這些大氣層結構高懸于地球之上,會扭曲和延遲來自 GPS 衛星的信號,影響設備的定位精度。
電離層是地球表面上方350多英里的稀薄大氣層,受太陽輻射影響產生大量帶電粒子,其濃稠的帶電粒子混合物被科學家稱為“等離子體”。白天帶電粒子的數量隨著太陽輻射的增強而增多,晚上則大幅減少,這一波動會對 GPS 產生干擾,影響其精度。
傳統 GPS 技術依賴從衛星到地球的無線電信號,通過測量信號到達設備的時間確定位置。然而,電離層的波動會導致信號延遲,從而使位置定位偏離數英尺甚至數十英尺。現有的監測手段僅能觀察大約14%的電離層數據,而在本次研究中,研究團隊通過安卓設備的信號記錄,覆蓋了約21%的電離層區域,提升了觀測的全面性。
這項研究提出了一種低成本的電離層監測新方式:利用安卓手機中已安裝的 GPS 傳感器,通過特定的隱私保護技術,手機可以實時追蹤電離層如何影響無線電波的傳播。憑借這種方法,研究人員能夠更準確地繪制電離層變化,數據公開后,任何人都可以查看在八個月時間內電離層的旋轉與變化。