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 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.
Больше половины студентов регулярно читают учебные тексты под музыку, хотя многие научные работы утверждают, что это вредит пониманию текста. Исследователи из Университета Эдит Коуэн выяснили, что эта привычка определяется не когнитивными способностями вроде силы внимания, а тем, насколько важную роль музыка играет в жизни конкретного человека.
В 2020-х годах шакалы достигли Архангельской области, а еще раньше колонизировали другие регионы Северной Европы. Авторы новой работы проанализировали перспективы и пришли к выводу о неизбежности многократного расширения их европейского ареала в этом веке. Причем ключевую роль в этом играет человек и его действия.
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.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
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.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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