Миллионы смартфонов помогли составить самые полные карты ионосферы в истории
Новые карты помогут повысить точность GPS и позволят специалистам лучше отслеживать космическую погоду. С их помощью ученые смогут точнее проводить краткосрочные прогнозирования солнечных бурь и исследовать ионосферные возмущения, вызванные магнитной бурей, которые приводят в том числе к появлению аномальных сигналов.
Ионосфера — ионизированная часть верхней атмосферы, расположенная на высоте 50-1500 километров. Она представляет собой область разреженной слабоионизированной плазмы, состоящей из нейтральных атомов, свободных электронов, положительно и отрицательно заряженных ионов. Эта плазма — идеальная среда для распространения и отражения радиоволн (в основном за счет свободных электронов).
Общее содержание электронов в ионосфере меняется в зависимости от космической погоды. Когда большое количество электронов исчезает из ионосферы, появляются обширные зоны, «обедненные электронами», что создает помехи для сигналов спутниковых систем навигации типа GPS или ГЛОНАСС. Поэтому при определении местоположения в системе возникают ошибки.
Чтобы исправить их, специалисты используют приемники высококачественных наземных станций, которые предоставляют карты общего содержания электронов в ионосфере. Однако эти станции размещены в разных уголках планеты, в тысячах километров друг от друга, и в различных часовых поясах, что порождает в их данных неточности. Кроме того, такое оборудование есть не во всех странах, а значит, возникает проблема с составлением полных карт ионосферы.
Команда американских инженеров программного обеспечения из Google Search под руководством Брайана Уильямса (Brian Williams) разработала метод, позволяющий сделать карты ионосферы более точными и полными. Об этом исследователи рассказали в статье, опубликованной в журнале Nature.
Уильямс и его коллеги проанализировали данные с 40 миллионов смартфонов на базе Android, чтобы рассчитать, как движения потоков заряженных частиц в ионосфере влияют на время прохождения радиосигналов между каждым телефоном и спутниками GPS на орбите. Ранее такой подход считался нецелесообразным, поскольку телефоны создают помехи в 30 раз больше, чем специальные станции GPS-мониторинга.
Исследователи обошли эту проблему, объединив данные с приемников смартфонов (в телефонах стоят приемники, которые принимают сигнал со спутников GPS), учитывая характеристики антенн и GPS-модуля в каждом телефоне. Это позволило удвоить охват измерений и составить точную карту ионосферы в тех частях земного шара, где нет специальных станций.
Благодаря проведенной работе инженеры смогли найти плазменные пузыри над Индией и Южной Америкой — «аномальное атмосферное явление», которое нарушает спутниковую связь и системы GPS, создавая помехи в ионосфере. Это явление достаточно сложно обнаружить профильными приборами. Кроме того, с помощью данных со смартфонов инженеры выявили среднеширотный ионосферный провал над Европой, определили его глубину и форму.
Google уже планирует применить новый метод для повышения точности определения местоположения пользователей телефонов на базе Android — вероятно, погрешность GPS сократится до нескольких метров. Также этот способ пригодится ученым: с его помощью исследователи смогут проводить краткосрочное прогнозирование солнечных бурь, отслеживать ионосферные возмущения, вызванные магнитными бурями, извержениями вулканов, землетрясениями, цунами и даже пусками ракет.
Однако с методом команды Уильямса есть проблема. Он требует регионов с покрытыми GSM-сетями, что исключает некоторые малонаселенные пункты, где людям смартфоны просто не нужны. Кроме того, возникает проблема с океанами: там для непрерывного мониторинга ионосферы постоянно должны быть пользователи со смартфонами. Авторы научной статьи отметили, что в будущем планируют привлечь телефоны пассажиров авиакомпаний и паромов — такой подход восполнит недостающие данные над океанами.
Telegram 
Дзен 
VK Мужчина, отправившийся на утреннюю прогулку на юго-западе Норвегии, случайно сделал крайне редкую и ценную находку — золотое украшение для ножен меча в виде переплетенных между собой змееподобных существ. По мнению ученых, в VI веке нашей эры этот артефакт специально поместили в трещину в скале в качестве подношения богам во времена голода и социальных потрясений.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Канадские исследователи идентифицировали останки четырех членов пропавшей полярной экспедиции Джона Франклина 1845 года, сравнив их ДНК с генетическим материалом современных потомков. Открытие решило полуторавековую загадку с переодетым матросом и помогло восстановить маршрут отступления экипажа по льдам. Выяснилось, что при эвакуации моряки разделились по кораблям, после чего бросили ослабевших товарищей в спасательных шлюпках.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Мужчина, отправившийся на утреннюю прогулку на юго-западе Норвегии, случайно сделал крайне редкую и ценную находку — золотое украшение для ножен меча в виде переплетенных между собой змееподобных существ. По мнению ученых, в VI веке нашей эры этот артефакт специально поместили в трещину в скале в качестве подношения богам во времена голода и социальных потрясений.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии