Google: Millionen Android-Phones gegen den größten Feind des GPS

Google setzt die große Installationsbasis seiner Android-Plattform jetzt ein, um den größten Feind der GPS-Standortbestimmung unter Kontrolle zu bekommen: Daten von Millionen Geräten sollen helfen, die Störungen aus der Ionosphäre zu bewältigen.

Störungen der Ionosphäre vermessen

Forscher von Google haben eine Methode entwickelt, um mithilfe von GPS-Daten aus Smartphones die Ionosphäre detailliert zu kartieren. Diese Schicht der Erdatmosphäre in Höhen von 60 bis 1000 Kilometern kann GPS-Signale verzögern, was Navigationsfehler verursacht. In einer kürzlich veröffentlichten Studie im Fachjournal Nature zeigten die Forscher, wie sie GPS-Signale aus Millionen von Android-Geräten aggregieren und so die Ionosphäre mit hoher Genauigkeit erfassen konnten.

Jedes moderne Smartphone verfügt über GPS-Empfänger, die Signale von Satelliten in mittlerer Erdumlaufbahn verarbeiten. Auf ihrem Weg zur Erde durchqueren diese Signale die Ionosphäre, wo sie verlangsamt und abgelenkt werden, was zu Fehlern in der Standortbestimmung führen kann. Herkömmliche Korrekturmodelle in Smartphones schaffen es oft, diese Fehler immerhin teilweise auszugleichen. Daher wollten die Google-Forscher herausfinden, ob die Messungen aus Android-Geräten in ihrer Gesamtheit zur Kartierung der Ionosphäre dienen könnten.


Durch die Aggregation anonymisierter Daten von Millionen Smartphones weltweit wurde eine präzise Karte der freien Elektronen in der Ionosphäre erstellt. Dies gelang vor allem in bevölkerungsreichen Gebieten und auf der jeweiligen Tagseite der Erde. Laut Google bietet diese Methode eine bessere Abdeckung, insbesondere in Regionen wie Indien und Zentralafrika, wo hoch technisierte Überwachungsstationen selten sind.

Stärke der Vielen

Die kollektive Messkraft der Smartphones zeigte erstaunliche Ergebnisse: In einigen Gebieten übertraf das auf Android-Daten basierende Modell die Genauigkeit der bestehenden Monitoring-Stationen. Die Forscher konnten dadurch Phänomene in der Ionosphäre wie Plasmablasen und die sogenannte äquatoriale Anomalie über Südasien präzise erkennen. Diese Ereignisse wären ohne das neue Kartierungsnetzwerk möglicherweise unbemerkt geblieben, da sich nur wenige Stationen in der Region befinden.

Brian Williams, einer der Google-Forscher, erklärte, dass das Smartphone-basierte Modell nicht nur die Genauigkeit des GPS verbessere, sondern auch als wissenschaftliches Instrument diene. "Indem wir die Messungen der Smartphones aggregieren, entsteht ein detailliertes Bild der Ionosphäre, das sonst nicht möglich wäre", so Williams.


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