美国加州山景城谷歌研究公司科学家发现，数百万智能手机汇总的测量结果可用于建立地球电离层全面地图，从而改进全球定位系统。相关研究11月14日发表于《自然》。

电离层是地球大气的上层，由自由电子组成，受到太阳风和地磁暴影响。发射到地球的卫星无线电波会基于电离层不同区域电子行为而产生不同速度，这会带来多种影响，例如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。

谷歌研究公司的Brian Williams和同事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。

在比较了每天约4000万部安卓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，他们发现两者高度一致。Williams和同事提到，虽然手机和地面接收器都遍布全球，但手机在东欧、印度、南亚以及南美和非洲部分地区的覆盖更广，因此有可能在这些地方绘制更好的电离层地图。

研究者表示，这个技术存在一个局限性，即安卓手机比GNSS地面阵列小得多，也不那么复杂，这增加了它检测的噪音。

Jade Morton教授（共同作者者之一）在科罗拉多大学博尔德分校与手机和监测站合影。监测站有一个大而昂贵的天线。手机的天线较小，导致测量噪音较大，但手机在世界上更多的地方都有。图片来自：Jade Morton

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根据 2023 年 10 月 12 日世界协调时下午 2 点的十分钟电话数据绘制的全球大气电离地图。颜色梯度显示了电离量，从紫色（离子密度低）到黄色（离子密度高）。水平的黄色条纹是赤道异常的一部分。数据是在我们有足够测量数据的地方采集的，即地球的白天一侧和人口密度较大的地区。图片来自：谷歌

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相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-024-08072-x