Source : Smith, J., Kast, A., Geraschenko, A. et al. Mapping the ionosphere with millions of phones. Nature, 635, 365–369 (2024). https://www.nature.com/articles/s41586-024-08072-x#MOESM5
L'ionosphère est une couche de l'atmosphère caractérisée par une ionisation partielle des gaz s'étendant entre 50 et 1500 kilomètres au-dessus de la Terre. Le contenu électronique total de l'ionosphère varie en réponse à l'environnement spatial de la Terre, interférant avec les signaux du système mondial de navigation par satellite (GNSS). Il en résulte l'une des plus grandes sources d'erreur pour les services de positionnement, de navigation et de synchronisation. Les réseaux de stations GNSS terrestres de haute qualité fournissent des cartes du contenu électronique total de l'ionosphère pour corriger ces erreurs, mais d'importantes lacunes spatiotemporelles dans les données de ces stations signifient que ces cartes peuvent contenir des erreurs.
Nous démontrons ici qu'un réseau distribué de capteurs - sous la forme de millions de téléphones Android - peut combler bon nombre de ces lacunes et doubler la couverture de mesure, fournissant une image précise de l'ionosphère dans les zones du monde mal desservies par les infrastructures conventionnelles. En utilisant des mesures effectuées à l'aide de smartphones, nous déterminons des caractéristiques telles que les bulles de plasma au-dessus de l'Inde et de l'Amérique du Sud, la densité renforcée par les tempêtes solaires au-dessus de l'Amérique du Nord et un creux ionosphérique à moyenne latitude au-dessus de l'Europe. Nous montrons également que les cartes de l'ionosphère obtenues peuvent améliorer la précision de la localisation, ce qui est notre objectif principal. Ce travail démontre le potentiel de l'utilisation d'un grand réseau distribué de smartphones comme un puissant instrument scientifique de surveillance de la Terre.
Couverture géographique des téléphones et des stations de surveillance (source : Smith et al., 2024)
Les 9 036 stations de surveillance (points orange) contribuent à la base de données Madrigal, qui regroupe des dizaines de réseaux de stations mondiaux et régionaux. Les points bleus indiquent environ 100 000 emplacements où des mesures téléphoniques sont disponibles. Un emplacement dans une grande ville peut avoir des milliers de téléphones. La carte mondiale (a) montre que certaines parties du monde (comme les États-Unis et l'Europe) sont densément couvertes par des stations de surveillance. Un zoom sur l'Europe (b) montre que les téléphones ont une couverture encore plus dense. En Inde (c), la couverture relative des téléphones est encore plus grande. Les emplacements des stations ont été tirés de la base de données Madrigal (données sources à télécharger au format txt).
Les sources sont disponibles sous la forme d'une note Python.
Articles connexes
Les câbles sous-marins, enjeu majeur de la mondialisation de l'information
