Ученые представили новый способ использования спутниковых данных для мониторинга изменений на Земле, что стало прорывом в информационных ресурсах и предоставило массу новых данных о климате и гравитации.
Тысячи спутников вращаются вокруг Земли, постоянно передавая сигналы между космосом и Землей. Исследователи проекта FFG Estimation в Институте геодезии Грацского технического университета (TU Graz) разработали метод обнаружения мельчайших изменений в передаваемом сигнале, что позволяет по-новому отслеживать динамические процессы на Земле.
От подземных вод до орбиты
Изменения уровня моря и запасов грунтовых вод могут изменить гравитационное поле Земли, незаметно влияя на траектории движения спутников на орбите. Анализируя изменения орбитального положения, ученые могут сделать обратные выводы об изменениях в гравитационном поле и их причинах на Земле.
Филипп Берглез из Геодезического института сказал: «Растущая популярность спутникового интернета означает, что мы можем использовать большое количество сигналов связи, которые намного больше и мощнее, чем навигационные спутники.
«Если мы сможем использовать эти сигналы для проведения измерений, мы сможем не только получить лучшую доступность сигнала, но и лучшее временное разрешение за счет большого количества спутников», — добавляет Берглес. «Это также позволяет нам наблюдать краткосрочные изменения. Это означает, что в дополнение к определению положения и изменений в гравитационном поле Земли, что важно для исследования климата, также можно отслеживать погодные явления, такие как сильные дожди или изменения уровня моря в режиме реального времени».
Труднодоступные данные
Частные компании, такие как Starlink, OneWeb и Amazon, хранят информацию об изменении структуры своих сигналов в строгой конфиденциальности. Кроме того, эти компании не публикуют данные об орбитах и измерениях дальности, скрывая точное местоположение своих спутников.
Эти усилия по защите корпоративных привилегий и запатентованных технологий затрудняют для ученых возможность использовать огромные объемы данных о гравитации, получаемых со спутниковых сетей. При использовании только оценочных данных вероятность ошибки высока, что затрудняет эту задачу.
После детального анализа сигналов Starlink исследователи из Университета Граца наконец нашли способ получить значимые данные. Их анализ показал, что звук в сигнале был слышен постоянно, но его высота постоянно менялась.
Обратите внимание: Японские ученые осваивают технологии создания детей из клеток кожи.
Используя эффект Доплера, при котором частота волн меняется в зависимости от местоположения наблюдателя, исследователи смогли точно определить положение спутников Starlink с точностью до 50 метров. Использование эффекта Доплера уже позволяет многим радиолокационным системам, используемым полицией и метеорологами, определять скорость, расстояние и местоположение.Совершенствование сбора данных
Исследователям необходимо проделать большую работу по совершенствованию метода сбора точных данных, повысив точность до нескольких метров. Хотя проверка концепции прошла успешно, в испытаниях использовались только стандартные антенны. Дальнейшее совершенствование оборудования и методов повысит точность.
Одним из таких усовершенствований является использование антенн, которые могут отслеживать спутники или собирать сигналы с разных направлений. Они также планируют отказаться от использования одной антенны и использовать несколько антенн, объединенных в сеть, для триангуляции показаний и снижения уровня ошибок.
Чем больше измерений соберет команда, тем точнее она сможет составить карту орбиты спутника, что обеспечит более надежную основу для расчета изменений в гравитационном поле Земли. Наконец, исследователи изучают новые методы обработки сигналов.
Исследователи надеются на дальнейший прогресс
«Используя сигналы связи для геодезических измерений, мы открываем огромный потенциал для более детального изучения и измерения Земли», — сказал Берглесс.
«Теперь мы говорим о повышении точности. Как только мы сможем это сделать, мы сможем получить гораздо более точную картину того, что происходит в нашем мире», — добавил Берглейтц.
Наконец, исследователи хотели бы развеять любые возможные опасения относительно конфиденциальности их работы. Хотя они отслеживали сигнал, они не смогли расшифровать его содержание.
«На всякий случай хочу уточнить: мы анализируем сигналы коммуникации, но не можем и не хотим знать их содержание».
«Мы используем их только для позиционирования и орбитальных наблюдений, — добавил Берглесс, — чтобы определить гравитационное поле Земли».
Читайте все последние новости астрономии на New-Science.ru Читайте все последние новости технологий на New-Science.ruБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.