11 月 18 日消息，在一項(xiàng)新的研究中，谷歌和科羅拉多大學(xué)博爾德分校的研究人員將全球數(shù)百萬臺安卓手機(jī)變成了靈敏的科學(xué)儀器，創(chuàng)建了迄今為止地球大氣層電離層最詳細(xì)的地圖之一。

該研究小組的研究結(jié)果于 11 月 13 日發(fā)表在《自然》雜志上，可能有助于將全球 GPS 技術(shù)的精度提高數(shù)倍。該研究由谷歌研究的 Brian Williams 領(lǐng)導(dǎo)，科羅拉多大學(xué)博爾德分校 Ann and H.J. Smead 航空航天工程科學(xué)系的教授 Jade Morton 參與其中。

Morton 和她的同事利用每一部智能手機(jī)中標(biāo)配的 GPS 傳感器，收集了地球大氣層如何扭曲來自衛(wèi)星的信號的數(shù)據(jù)。在這個(gè)過程中，他們能夠以前所未有的細(xì)節(jié)觀察到大氣中的現(xiàn)象，例如地球上空高處被稱為“等離子體氣泡”的團(tuán)狀物。

該小組公開發(fā)布了其數(shù)據(jù)，以便任何人都可以觀察大氣層在大約八個(gè)月的時(shí)間里是如何旋轉(zhuǎn)和變化的。

這項(xiàng)研究重新聚焦于電離層，電離層是地球表面上方 350 多英里處的一層稀薄的大氣層。這是一個(gè)不穩(wěn)定的區(qū)域：在這里，來自太陽的光線不斷地照射在大氣上，將大氣中的分子和原子分裂成一種由帶電荷的粒子組成的濃稠混合物 —— 科學(xué)家稱之為等離子體。電離層處于不斷變化的狀態(tài)，不會保持靜止。

下午 2 點(diǎn)，電離層中的帶電粒子數(shù)量會增加很多，因?yàn)樘柺亲顝?qiáng)的。但到了晚上，太陽在地球的另一邊，所以幾乎沒有帶電粒子。這種波動可能會對 GPS 技術(shù)造成嚴(yán)重破壞。

GPS 的工作原理是，距離地球數(shù)千英里的衛(wèi)星首先將無線電波發(fā)射到地球，然后手機(jī)通過測量這些信號到達(dá)地面的時(shí)間來確定用戶的位置。

據(jù)了解，電離層的波動會改變?nèi)蚨ㄎ幌到y(tǒng)技術(shù)中通過衛(wèi)星信號確定位置的時(shí)間，科學(xué)家們試圖通過繪制電離層的地圖來解釋這種時(shí)間的變化。然而，目前他們只能在任何特定時(shí)間觀察大約 14% 的電離層。因此，GPS 設(shè)備在確定位置時(shí)存在一定的誤差范圍，可能會偏離實(shí)際位置幾英尺到幾十英尺不等。

在當(dāng)前的研究中，研究人員提出了一個(gè)不同尋常的想法：與其依賴昂貴的雷達(dá)天線，他們可以使用已經(jīng)存在于地球上每個(gè)國家的傳感器來繪制電離層：安卓手機(jī)。

電離層地圖是使用衛(wèi)星和某些 Android 設(shè)備中的接收器之間的無線電信號的聚合測量值創(chuàng)建的。通過特定的隱私保護(hù)手段，無法確定具體是哪一部手機(jī)提供了數(shù)據(jù)。

特別是，該小組利用手機(jī)實(shí)時(shí)跟蹤電離層如何拉伸來自衛(wèi)星的無線電波。該團(tuán)隊(duì)報(bào)告說，僅憑這一全球艦隊(duì)就可以觀察到大約 21% 的電離層，有可能使全球 GPS 設(shè)備的精度翻倍。

“數(shù)百萬部手機(jī)可以比我們的地面網(wǎng)絡(luò)更好地監(jiān)測大氣層，”Morton 說。

Morton 稱，這項(xiàng)研究表明，許多人認(rèn)為理所當(dāng)然的日常技術(shù)具有未開發(fā)的潛力。“我一生都在建造專用儀器來進(jìn)行科學(xué)研究，”Morton 說。“但隨著社會技術(shù)的發(fā)展，我們看到所有這些傳感器都可供我們使用，它們比我們想象的要強(qiáng)大得多。”