谷歌利用数百万部安卓手机绘制电离层地图，有望提升 GPS 定位精度

IT之家最新消息显示，谷歌与科罗拉多大学博尔德分校合作进行了一项新研究，利用全球数百万台安卓手机转变为高效科学仪器，制作出迄今为止最详尽的地球大气层电离层地图之一。

这项研究成果已于11月13日发表在《自然》杂志上，研究人员表示这一发现有望显著提升全球GPS技术的精确性。由谷歌研究员Brian Williams领导，科罗拉多大学博尔德分校航空航天工程科学系的教授Jade Morton也参与了该研究。

Morton教授及其团队利用了智能手机内置的GPS传感器收集了地球大气层对来自卫星信号的扭曲数据。这一过程使他们能够以前所未有的细节观察到大气中的各种现象，包括高空中所谓的“等离子体气泡”。

研究小组公开发布了他们的数据，使任何人都能观察到地球大气层在大约八个月内的旋转和变化。

在电离层这一高度约350英里的不稳定大气层中，来自太阳的辐射会持续分解大气中的分子和原子，形成被带电粒子组成的浓密物质，也就是等离子体。电离层不断变化，不停止静止。

下午2点时，电离层中带电粒子数量会明显增加，因为太阳此时最为强劲。但到了晚上，太阳在地球的另一侧，因此几乎没有带电粒子。这种变动可能会对GPS技术造成严重干扰。

GPS的工作原理是，在数千英里外的卫星首先将无线电波发送到地球，然后通过手机测量这些信号到达地面的时间来确定用户位置。

据IT之家报道，电离层的波动会导致全球定位系统通过卫星信号确定位置的时间发生变化。研究人员试图通过绘制电离层地图来解释这些时间变化。然而，目前他们只能在任何特定时间内观察到约14%的电离层，这就导致GPS设备在确定位置时可能产生几英尺至几十英尺不等的误差。

在该研究中，研究人员提出了一种独特的想法：他们可以使用已经存在于世界各地的传感器绘制电离层地图，而不是依靠昂贵的雷达天线，这些传感器就是安卓手机。

电离层地图是通过聚合卫星和部分Android设备中接收器之间的无线电信号测量值创建的。通过特定的隐私保护措施，无法确定具体是哪部手机提供了数据。

特别是，该团队使用手机实时追踪电离层如何拉伸来接收卫星的无线电波。该团队声称，仅仅依靠这一全球网络就可以观察到大约21%的电离层，这有可能使全球GPS设备的精度提升数倍。

Morton表示：“数百万部手机可以比我们的地面网络更好地监测大气层。”

Morton指出，这项研究表明，许多人一直认为理所当然的日常技术具有未开发的潜力。“我一生都在建造专用仪器来进行科学研究，”Morton说。“但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。”

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