Mapeando la ionosfera con millones de teléfonos

Área de la Ciencia:

• Geofísica y física espacial
• Ciencias atmosféricas
• Física del plasma

Sus antecedentes:

• La ionosfera, una región de plasma ionizado (50-1,500 km de altitud), tiene un impacto significativo en las señales del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS).
• Las variaciones en el contenido total de electrones ionosféricos (TEC) son una fuente importante de error para los servicios de posicionamiento, navegación y sincronización (PNT).
• Las redes de GNSS basadas en tierra existentes tienen lagunas de datos espaciotemporales, lo que limita la precisión de los mapas de TEC ionosféricos.

Objetivo del estudio:

• Investigar la viabilidad del uso de una red distribuida de teléfonos inteligentes como una nueva herramienta para el monitoreo ionosférico.
• Evaluar el potencial de los datos derivados de teléfonos inteligentes para llenar las lagunas en las redes convencionales de observación ionosférica.
• Demostrar la mejora en la precisión de la ubicación utilizando modelos ionosféricos mejorados derivados de datos de teléfonos inteligentes.

Principales métodos:

• Utilizó millones de sensores ruidosos de teléfonos inteligentes Android para recopilar datos de TEC de la ionosfera.
• Métodos desarrollados para procesar e integrar datos derivados de teléfonos inteligentes en las técnicas de mapeo ionosférico existentes.
• Comparó la cobertura y la precisión de los mapas ionosféricos mejorados con teléfonos inteligentes con los métodos tradicionales.

Principales resultados:

• Los datos de teléfonos inteligentes duplicaron con éxito la cobertura de medición, llenando vacíos espaciotemporales críticos en las observaciones ionosféricas.
• Se resolvieron los principales fenómenos ionosféricos, incluidas las burbujas de plasma (India, América del Sur), la densidad mejorada por las tormentas solares (América del Norte) y los valles de latitud media (Europa).
• Demostró que los mapas ionosféricos mejorados derivados de datos de teléfonos inteligentes mejoran la precisión de la ubicación GNSS.

Conclusiones:

• Una red de teléfonos inteligentes distribuida a gran escala puede servir como un instrumento científico poderoso y rentable para monitorear la ionosfera.
• El monitoreo ionosférico basado en teléfonos inteligentes mejora significativamente la precisión y la cobertura de los servicios de PNT, especialmente en regiones con escasez de datos.
• Este enfoque destaca el potencial de aprovechar la tecnología móvil ubicua para la investigación y las aplicaciones fundamentales de las ciencias de la Tierra.