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 Исследователям удалось обнаружить у побережья филиппинского острова Лусон останки «Хофуку Мару» — печально известного японского плавучего концлагеря, подорванного торпедой союзников в 1944 году. Затонувший корабль стал братской могилой более чем для тысячи военнопленных, находившихся на борту.
Ученые впервые объединили головной мозг и аналог спинного мозга плодовой мушки в общую трехмерную карту. Результаты показали, как голова и тело обмениваются сигналами. Анализ сети помог выявить распределенную систему контроля: базовыми движениями насекомого руководили местные группы нейронов, тогда как мозг играл лишь роль координатора.
Сам факт того, что после распада Западной Римской империи возникали новые государства, историкам известен давно. Нет сомнений в существовании королевств готов, франков, лангобардов и других постримских политических образований. Авторы нового исследования сосредоточились на более сложном вопросе. Они попытались выяснить, как именно происходило формирование таких обществ на уровне отдельных людей, семей и общин. Впервые благодаря сочетанию генетических и археологических данных исследователи смогли реконструировать развитие одного постримского политического общества, которое располагалось на территории Паннонии.
Исследователи НИУ ВШЭ и МГУ доказали универсальный закон, описывающий время исчезновения популяций в случайной среде. Анализ эволюции ветвящихся процессов — сложных вероятностных систем — показал, что вне зависимости от изначального числа особей процесс вымирания подчиняется строгим математическим закономерностям.
Сам факт того, что после распада Западной Римской империи возникали новые государства, историкам известен давно. Нет сомнений в существовании королевств готов, франков, лангобардов и других постримских политических образований. Авторы нового исследования сосредоточились на более сложном вопросе. Они попытались выяснить, как именно происходило формирование таких обществ на уровне отдельных людей, семей и общин. Впервые благодаря сочетанию генетических и археологических данных исследователи смогли реконструировать развитие одного постримского политического общества, которое располагалось на территории Паннонии.
Физикам долго не удавалось применить фазовый контраст в электронной микроскопии. Оказалось, что нужно было прекратить искать подходящее вещество для фазовой пластины и обратить внимание на лазеры.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
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