- Los mapas basados en teléfonos están superando al modelo ionosférico tradicional de Klobuchar en todo el mundo
- Pocas regiones como África se benefician de datos mejorados sobre la ionosfera
- Las tormentas geomagnéticas se rastrean con alta precisión mediante redes de teléfonos inteligentes
Mapear la ionosfera es fundamental para mejorar la precisión de los sistemas de navegación, pero los métodos existentes enfrentan limitaciones importantes. Si bien las estaciones GNSS terrestres proporcionan mapas detallados del contenido de electrones ionosféricos (TEC), su cobertura es desigual, lo que deja grandes vacíos en áreas sin servicio.
Ahora, investigadores de Google Research, Mountain View, CA, EE. UU., han demostrado una solución innovadora que utiliza millones de teléfonos inteligentes Android como una red distribuida de sensores en un estudio publicado en naturaleza.
A pesar de ser menos precisos que los instrumentos tradicionales, estos instrumentos efectivamente duplican la cobertura de medición, ofrecen datos ionosféricos precisos y cubren brechas de infraestructura de larga data.
La influencia de la ionosfera en la navegación.
La ionosfera, una capa de plasma ionizado que se extiende de 50 a 1.500 km sobre la Tierra, afecta significativamente las señales del Sistema de Navegación Global (GNSS) al introducir errores de posición. Sin embargo, las estaciones GNSS terrestres tradicionales, aunque precisas, adolecen de una cobertura espacial limitada. dejando pocas áreas expuestas a imprecisiones.
El estudio de Google Research utiliza miles de millones de teléfonos inteligentes equipados con receptores GNSS de doble frecuencia para abordar las brechas de cobertura. A diferencia de las estaciones GNSS convencionales, los teléfonos inteligentes son portátiles, están ampliamente distribuidos y son capaces de capturar grandes cantidades de datos.
Al agregar y promediar mediciones de millones de instrumentos, los investigadores lograron una precisión comparable a la de estaciones de monitoreo dedicadas, e incluso resolvieron fenómenos como tormentas solares y estructuras de densidad de plasma.
La API GNSS de Android facilitó la recopilación de datos de señales satelitales, como tiempos y frecuencias de viaje, que luego se utilizaron para estimar el contenido de electrones ionosféricos (TEC).
El estudio demostró que, si bien las mediciones de teléfonos individuales son más ruidosas que las de las estaciones de monitoreo, sus datos colectivos proporcionaron resultados sólidos y confiables.
Las comparaciones mostraron que el modelo TEC basado en teléfono superó a los métodos existentes como el modelo Klobuchar, ampliamente utilizado en teléfonos móviles.
Utilizando datos de teléfonos Android, los investigadores duplicaron la cobertura de medición de la ionosfera en comparación con los métodos tradicionales y pudieron mapear burbujas de plasma en India y América del Sur y aumentaron la densidad de tormentas en América del Norte durante una tormenta geomagnética en mayo de 2024.
También observaron bajas en latitudes medias sobre Europa y anomalías ecuatoriales, un fenómeno que antes era inaccesible debido a la escasa cobertura de las estaciones.
En particular, regiones como India, América del Sur y África, donde a menudo se abusa de las redes de monitoreo tradicionales, se beneficiaron significativamente de este enfoque, que produjo mapas TEC de alta resolución en tiempo real.
