Camaliot應用:將Android手機跟衛星聯繫起來以改善天氣預報質量
由於這個為Android用戶開發的應用,收集衛星數據用於研究是一項集體努力。Camaliot是一個由ESA資助的活動,其第一個項目的重點是使世界各地的智能手機用戶成為一個項目的一部分–它將可以通過使用手機GPS接收器幫助改善天氣預報質量。
Camaliot應用可以在運行Android 7.0或更高版本、支持衛星導航的設備上運行。衛星導航的工作方式是,手機或其他接收器尋找來自保持固定軌道的衛星網絡的信號。衛星發送帶有時間和位置的信息,一旦收到信息手機就會注意到每條信息花了多長時間到達,然後使用這些數據來計算出他們在地球上的位置。
研究人員認為,他們可以利用衛星信號來獲得更多關於大氣層的信息。如大氣層中水蒸氣的數量可以影響衛星信號如何通過空氣傳播到像手機這樣的東西。
根據Camaliot的常見問題,該應用會收集信息以跟踪信號強度、衛星和正在使用的手機之間的距離以及衛星的載波相位。有了從世界各地收集的足夠的數據,研究人員理論上可以將其跟現有的天氣讀數結合起來從而測量長期的水蒸氣趨勢。他們希望利用這些數據為機器學習的天氣預報模型提供信息。另外,他們還可以跟踪地球電離層的變化–大氣層中靠近太空的部分。創建更好的電離層預測可能跟跟踪空間天氣有關並通過考慮磁暴等事件最終使全球導航衛星系統(GNSS)更加準確。
Camaliot最終可以擴展到包括更多的嘗試並利用“物聯網”連接的家庭設備中存在的傳感器大規模地收集數據。“我們從著名的SETI@Home計劃中得到了靈感,在那裡,家用筆記本電腦幫助尋找地外生命的跡象,”歐空局導航工程師Vicente Navarro在一份新聞稿中說道。
該項目旨在收集來自世界各地的信息–以及來自幾個不同衛星星座的信息。有幾個不同的全球導航衛星系統(GNSS)星座,如美國的全球定位系統(GPS)、俄羅斯的GLONASS、中國的北斗或歐盟的伽利略。日本和印度也在運營較小的區域星座。2018年的一項聯邦通信委員會命令允許更多設備一起使用GPS和伽利略信號以提高定位精度。
雖然較舊的Android手機可以參與這個項目,但Camaliot項目列出了50多個帶有雙頻接收器的較新機型,它們可以同時拉動兩個不同衛星頻率的GNSS信號。已確認含有雙頻接收器的手機包括GooglePixel 4a、三星Galaxy S21、Galaxy S21 Ultra–主要是那些採用高端高通驍龍5G芯片組的手機。
Navarro指出,伽利略雙頻智能手機接收器和Android對原始GNSS數據記錄的支持相結合共同增加了僅從人們使用智能手機收集多少數據的可能性。
隨著日常設備包括更多的處理能力和更好的傳感能力,來自外部參與者的家用技術在科學探索中的使用繼續增長。除了著名的SETI項目和類似的嘗試,如Folding@Home等其他方法覆蓋了NASA要求公眾使用手機拍攝雲或樹的照片以及像iNaturalist這樣的科學應用記錄日食期間的動物行為或跟踪不同的動物物種。
如何使用Camaliot:
選擇“開始記錄”並將手機放在一個有清晰天空視野的地方以開始記錄數據;
當按照自己的喜好進行測量時選擇“停止記錄”;
然後,將自己的會話上傳到服務器並隨著時間的推移重複這一過程以收集更多的數據。用戶也可以在這一步刪除在本地存儲的日誌文件。
除了能夠查看自己的測量結果跟其他人隨時間積累的測量結果,用戶還可以看到一個排行榜以顯示其他參與者完成的記錄會話。最終,為該研究收集的信息將在一個單獨的門戶網站上提供。
對於註冊用戶,他們的密碼、用戶名、電子郵件地址和測量次數將被儲存在Camaliot的數據庫中,但根據Camaliot的隱私政策,它們不會被用於研究後的出版物和產品。具體來說,Camaliot表示,需要大量的個人數據是為了科學目的和環境監測,其處理數據的需要是為了執行一項為公共利益而進行的任務。
另外,註冊的參與者還將進入一個池子,他們將有機會獲得雙頻Android手機和亞馬遜代金券等獎品。該活動將持續到6月30日。