میلیون ها تلفن همراه می توانند یونوسفر زمین را نقشه برداری کنند

این یک لایه پراکنده است اما برای تداخل در ارتباطات ماهواره ای و سیستم های ناوبری نیز کافی است. تیمی از محققان ایده جالبی برای استفاده از میلیون ها تلفن همراه برای کمک به نقشه برداری از یونوسفر با تکیه بر آنتن های GPS خود ارائه کرده اند.

یونوسفر لایه ای از جو زمین است که در آن تابش اتم ها و مولکول ها را یونیزه می کند. تابش خورشیدی ورودی علت اصلی است که به گازها انرژی می دهد و باعث از دست دادن الکترون و بار الکتریکی آنها می شود. این فرآیند ناحیه ای از ذرات یا یون های باردار به نام پلاسما را ایجاد می کند. یونوسفر یک بخش کلیدی از ارتباطات رادیویی است زیرا ذرات یونیزه شده آن امواج رادیویی را به زمین بازتاب می‌کنند و می‌شکنند و ارتباطات از راه دور را تسهیل می‌کنند. چگالی آن و با کمال تعجب شاید ترکیب آن با افزایش و کاهش فعالیت خورشیدی تغییر کند.

در مقاله‌ای که اخیراً در نیچر منتشر شده است، تیمی از محققان در گوگل از داده‌های بیش از ۴۰ میلیون تلفن همراه برای ترسیم شرایط موجود در یونوسفر استفاده کرده‌اند. مفهوم استفاده از سیگنال های crowdsourced مفهومی جذاب است و این مطالعه به بهبود ناوبری ماهواره ای و درک ما از مناطق بالای جو کمک می کند. ما هنوز درک کاملی از خواص یونوسفر در مناطقی مانند آفریقا و آمریکای جنوبی نداریم، بنابراین این مطالعه شکاف های قابل توجهی را پر خواهد کرد.

یونوسفر می‌تواند سیگنال‌های رادیویی را که از ماهواره‌ها، به‌ویژه از GPS و دیگر ماهواره‌های ناوبری به زمین می‌رود، آهسته کند. وقتی نوبت به این سیگنال‌های ناوبری می‌رسد، به شدت به زمان‌بندی سیگنال و دقت نانوثانیه متکی هستند. این به سیستم ها این توانایی را می دهد که مکان را با دقت باورنکردنی مشخص کنند، اما داشتن یک مدل دقیق از یونوسفر کلید موفقیت آن است.

با استفاده از داده‌های ایستگاه‌های زمینی، مهندسان می‌توانند نقشه‌های زمان واقعی از چگالی یونوسفر ایجاد کنند. برای انجام این کار، داده ها در دو فرکانس مختلف از یک ماهواره دریافت می شود و زمان رسیدن آنها تعیین می شود. بسته به چگالی یونوسفر، امواج فرکانس پایین بیشتر از سیگنال های فرکانس بالا کند می شوند. در نظر نگرفتن این موارد می تواند GPS و سیستم های ناوبری را تا ۵ متر یا بیشتر کاهش دهد.

دریافت فرکانس‌های چندگانه در توان اکثر تلفن‌های همراه است و استفاده از آن مورد توجه مطالعه قرار گرفته است. با این حال، درجاتی از نویز در داده های دریافت شده توسط تلفن های همراه وجود دارد، اما تیم گوگل دریافتند که ترکیب سیگنال تعداد زیادی از تلفن ها باعث کاهش نویز می شود.

این مطالعه در حال حاضر فقط با گوشی های اندرویدی کار می کند. هر کسی که اجازه می دهد داده های حسگر خود به اشتراک گذاشته شود، می تواند در این مطالعه مشارکت کند. این داده ها قبلاً پلاسمایی را در یونوسفر در آمریکای جنوبی نشان داده است که قبلاً دیده نشده بود.