近日，一項(xiàng)突破性的研究揭示了地球大氣層電離層的全新面貌，而這一成就的背后，竟是數(shù)百萬(wàn)臺(tái)安卓手機(jī)。這項(xiàng)由谷歌與科羅拉多大學(xué)博爾德分校合作完成的研究，已在《自然》雜志上發(fā)表，引起了科學(xué)界的廣泛關(guān)注。
研究團(tuán)隊(duì)利用安卓手機(jī)內(nèi)置的GPS傳感器，收集了大量關(guān)于地球大氣層如何影響衛(wèi)星信號(hào)的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)不僅揭示了大氣中的復(fù)雜現(xiàn)象，如高空中的“等離子體氣泡”，還創(chuàng)建了迄今為止最詳盡的電離層地圖之一。
電離層，位于地球表面上方約350英里處，是一個(gè)不斷變化的區(qū)域。太陽(yáng)的輻射不斷將大氣中的分子和原子分裂成帶電荷的粒子，形成科學(xué)家所說(shuō)的等離子體。由于電離層的波動(dòng)，GPS技術(shù)的精度會(huì)受到嚴(yán)重影響。
GPS的工作原理是通過(guò)衛(wèi)星發(fā)射無(wú)線電波到地球，手機(jī)再測(cè)量這些信號(hào)到達(dá)地面的時(shí)間來(lái)定位用戶。然而，電離層的波動(dòng)會(huì)改變信號(hào)傳播的時(shí)間，從而導(dǎo)致定位誤差。目前，科學(xué)家只能在任何特定時(shí)間觀察到電離層的約14%，這限制了GPS的精度。
在這項(xiàng)研究中，研究人員提出了一個(gè)創(chuàng)新性的解決方案：利用安卓手機(jī)作為傳感器來(lái)繪制電離層地圖。通過(guò)聚合衛(wèi)星和安卓設(shè)備接收器之間的無(wú)線電信號(hào)測(cè)量值，他們創(chuàng)建了電離層地圖，且無(wú)需確定具體哪一部手機(jī)提供了數(shù)據(jù)，從而保護(hù)了用戶隱私。
研究結(jié)果顯示，僅憑這一全球范圍內(nèi)的安卓手機(jī)網(wǎng)絡(luò)，就可以觀察到電離層的約21%。這意味著全球GPS設(shè)備的精度有望翻倍，減少定位誤差。
“數(shù)百萬(wàn)部手機(jī)可以比我們的地面網(wǎng)絡(luò)更好地監(jiān)測(cè)大氣層，”科羅拉多大學(xué)博爾德分校的Jade Morton教授表示。她一生都在建造專用儀器進(jìn)行科學(xué)研究，但這次她發(fā)現(xiàn)，日常技術(shù)中隱藏的潛力遠(yuǎn)超想象。
“隨著社會(huì)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。”Morton教授補(bǔ)充道。這項(xiàng)研究不僅提高了GPS技術(shù)的精度，還展示了智能手機(jī)在科學(xué)研究中的廣泛應(yīng)用前景。
