近日,一项突破性的研究揭示了地球大气层电离层的全新面貌,而这一成就的背后,竟是数百万台安卓手机。这项由谷歌与科罗拉多大学博尔德分校合作完成的研究,已在《自然》杂志上发表,引起了科学界的广泛关注。
研究团队利用安卓手机内置的GPS传感器,收集了大量关于地球大气层如何影响卫星信号的数据。这些数据不仅揭示了大气中的复杂现象,如高空中的“等离子体气泡”,还创建了迄今为止最详尽的电离层地图之一。
电离层,位于地球表面上方约350英里处,是一个不断变化的区域。太阳的辐射不断将大气中的分子和原子分裂成带电荷的粒子,形成科学家所说的等离子体。由于电离层的波动,GPS技术的精度会受到严重影响。
GPS的工作原理是通过卫星发射无线电波到地球,手机再测量这些信号到达地面的时间来定位用户。然而,电离层的波动会改变信号传播的时间,从而导致定位误差。目前,科学家只能在任何特定时间观察到电离层的约14%,这限制了GPS的精度。
在这项研究中,研究人员提出了一个创新性的解决方案:利用安卓手机作为传感器来绘制电离层地图。通过聚合卫星和安卓设备接收器之间的无线电信号测量值,他们创建了电离层地图,且无需确定具体哪一部手机提供了数据,从而保护了用户隐私。
研究结果显示,仅凭这一全球范围内的安卓手机网络,就可以观察到电离层的约21%。这意味着全球GPS设备的精度有望翻倍,减少定位误差。
“数百万部手机可以比我们的地面网络更好地监测大气层,”科罗拉多大学博尔德分校的Jade Morton教授表示。她一生都在建造专用仪器进行科学研究,但这次她发现,日常技术中隐藏的潜力远超想象。
“随着社会技术的发展,我们看到所有这些传感器都可供我们使用,它们比我们想象的要强大得多。”Morton教授补充道。这项研究不仅提高了GPS技术的精度,还展示了智能手机在科学研究中的广泛应用前景。