谷歌借助数百万安卓手机绘制电离层地图 有望大幅提升 GPS 精度

近日，有媒体报道，谷歌与科罗拉多大学博尔德分校的研究人员合作，将全球数百万部安卓手机转变成灵敏的科学设备，绘制了迄今为止最详细的地球大气层电离层地图之一。该研究由谷歌研究员布莱恩·威廉姆斯（Brian Williams）领导，科罗拉多大学博尔德分校航空航天工程系教授杰德·莫顿（Jade Morton）参与，研究成果已于11月13日发表在《自然》杂志上。

据报道，这项研究有望将 GPS 技术的定位精度提升数倍。研究团队利用每台安卓手机中内置的 GPS 传感器，记录电离层对来自卫星信号的干扰影响。通过这些设备的数据，研究人员能够前所未有地观察到诸如“等离子体气泡”等电离层现象。这些大气层结构高悬于地球之上，会扭曲和延迟来自 GPS 卫星的信号，影响设备的定位精度。

电离层是地球表面上方350多英里的稀薄大气层，受太阳辐射影响产生大量带电粒子，其浓稠的带电粒子混合物被科学家称为“等离子体”。白天带电粒子的数量随着太阳辐射的增强而增多，晚上则大幅减少，这一波动会对 GPS 产生干扰，影响其精度。

传统 GPS 技术依赖从卫星到地球的无线电信号，通过测量信号到达设备的时间确定位置。然而，电离层的波动会导致信号延迟，从而使位置定位偏离数英尺甚至数十英尺。现有的监测手段仅能观察大约14%的电离层数据，而在本次研究中，研究团队通过安卓设备的信号记录，覆盖了约21%的电离层区域，提升了观测的全面性。

这项研究提出了一种低成本的电离层监测新方式：利用安卓手机中已安装的 GPS 传感器，通过特定的隐私保护技术，手机可以实时追踪电离层如何影响无线电波的传播。凭借这种方法，研究人员能够更准确地绘制电离层变化，数据公开后，任何人都可以查看在八个月时间内电离层的旋转与变化。