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数百万智能手机测量结果可绘制地球电离层地图,改进全球定位系统

作者:软荐小编      2024-11-18 09:02:00     175

中新网北京11月17日电 (记者 孙自发)智能手机除了打电话、上网,还能做什么?国际知名学术期刊《自然》近期发表的一篇物理学论文认为,数百万部智能手机汇编的测量结果可用于构建地球电离层的综合地图,从而改善全球定位系统

全球大气电离图基于 2023 年 10 月 12 日下午 2:00(世界标准时间)十分钟电话数据。Google Research/照片提供

论文称,电离层是地球大气层的上层,由自由电子组成,受到太阳风和地磁风暴的影响。根据电离层不同区域电子的行为,发射到地球的卫星无线电波具有不同的速度,这可能会产生多种影响,例如地球上携带全球定位系统的卫星的准确性。跟踪电离层中的电子密度有助于校准波速差异,但地面全球导航卫星系统(GNSS)接收器生成的地图中仍然可能存在间隙。

通过测量从卫星到手机的两个无线电信号的到达时间的差异,可以推断出沿路径的电离程度。施普林格自然/照片提供

在这项研究中,位于美国的谷歌研究团队使用来自数百万部 Android 智能手机的匿名测量数据来生成电离层及其动态条件的地图,其覆盖范围是传统地面接收器的两倍。一些 Android 手机配备了双频 GNSS 接收器,可以进行与大型地面接收器相同的测量。将每天约 400 万部 Android 手机生成的电离层地图与 2023 年两个月内 9000 个 GNSS 接收器生成的地图进行比较后发现,两者高度一致。

该团队指出,虽然手机和地面接收器遍布全球,但手机在东欧、印度、南亚以及南美洲和非洲部分地区的覆盖范围更广,从而可以在这些地点创建更好的电离层地图。

论文作者之一杰德·莫顿教授在科罗拉多大学博尔德分校用手机和监测站拍照。施普林格自然/照片提供

《自然》同时发表了同行专家的“新闻与观点”文章,称该论文的作者承认这项技术有一个明显的局限性,即Android手机比GNSS地面阵列小得多,复杂程度也低,这增加了其检测噪声。 (超过)

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