Ionosphäre: Forscher verbessern GPS-Genauigkeit mit Smartphonesensoren
Wissenschaftler von Google Research haben in einem in der Fachzeitschrift Nature(öffnet im neuen Fenster) veröffentlichten Artikel eine Methode vorgestellt, mit der die Ionosphäre mit Hilfe herkömmlicher Smartphones vermessen werden kann. Mit den gewonnenen Daten und den daraus resultierenden Karten kann die Genauigkeit globaler Satellitennavigationssysteme (Global Navigation Satellite Systems, GNSS) verbessert werden.
Das ionisierte Plasma in der Ionosphäre kann zu Ungenauigkeiten bei der Positionierung von GNSS führen, da es mit den Signalen der Satellitensysteme interferiert. Weltweit gibt es eine Reihe von Bodenstationen, die Karten der Gesamtelektronenanzahl in der Ionosphäre (Total Electron Count, TEC) bereitstellen, um die Abweichungen korrigieren zu können.
Solche Bodenstationen sind aber ungleichmäßig über den Erdball verteilt, weshalb es für viele Gebiete nur unzureichende Korrekturinformationen gibt. Über die in Android-Smartphones verbauten Sensoren haben die Forscher die Laufzeit zwischen Signalen verschiedener Frequenzen gemessen und daraufhin die TEC ermittelt.
Werte von Millionen Smartphones geben ein schlüssiges Bild
Die Werte einzelner Smartphones sind nicht genau genug, um eine verlässliche Karte der Ionosphäre zu erstellen. Da die Wissenschaftler aber eigenen Angaben zufolge die Daten von Millionen von Android-Smartphones verwendeten, konnten sie eine Karte erstellen, die mit den offiziellen Karten der Messstationen ausreichend übereinstimmte.
Darüber hinaus bietet die Karte Informationen für Gebiete, die kaum von Bodenstationen abgedeckt werden. Die Forscher konnten über die Smartphones auch verschiedene ionosphärische Phänomene messen, etwa Plasmablasen über Südasien und eine ionosphärische Senke über Europa.
Die Forschungsergebnisse zeigen den Wissenschaftlern zufolge, dass solche Smartphonemessungen das Potenzial haben, die Genauigkeit von GNSS zu verbessern. Außerdem könnten Smartphonesensoren für weitere wissenschaftliche Untersuchungen verwendet werden.