数百万部智能手机数据生成电离层全图，有助改进全球定位系统

据《自然》杂志13日发表的一篇论文称，利用数百万部智能手机汇总的测量结果，建立了地球电离层全面地图，从而改进全球定位系统。

电离层是地球大气的上层，这个区域的特点是含有大量自由电子和离子，这些粒子主要是由于太阳辐射（包括紫外线和X射线）对大气分子的电离作用而产生的。由于电离层中的自由电子密度分布不均，因此发射到地球的卫星无线电波，会基于电离层不同区域的电子行为而产生不同速度。这会带来多种影响，例如干扰装载地球上全球定位系统的卫星的准确性。追踪电离层中的电子密度，有助于校准波速差异，但基于地面的全球导航卫星系统（GNSS）接收器产生的地图，可能仍存在差距。

通过测量从卫星到手机的两个无线电信号到达时间的差异，研究人员可以推断出路径上的电离程度。图片来源：谷歌

谷歌研究院的研究人员此次用数百万部安卓智能手机中的匿名测量数据，生成了电离层及其动态状况的地图，其覆盖面是传统地面接收器的两倍。有些安卓手机配备了双频GNSS接收器，能与较大的地面接收器进行相同的测量。

在比较了手机生成的电离层地图和2023年两个月里9000个GNSS接收器生成的地图后，研究人员发现两者高度一致。他们表示，虽然手机和地面接收器都遍布全球，但在东欧、印度、南亚以及南美和非洲部分地区，手机的覆盖更广，因此在这些地方能绘制出更好的电离层地图。

值得注意的是，研究人员承认目前这个技术仍存在局限性，即安卓手机比GNSS地面阵列小得多，也不够复杂，这增加了它可检测的噪音。