Réseaux de neurones et ionosphère

Les physiciens russes ont utilisé des réseaux de neurones pour créer un modèle plus précis de l'ionosphère et prédire le nombre d'électrons dans cette couche de l'atmosphère, ce qui permettra dans un avenir proche d'augmenter la précision des systèmes de navigation, y compris le GLONASS national, en environ 15 %. 

C'est ce qu'a rapporté le service de presse de la Fondation russe pour la science (RSF).

"Notre modèle permettra de prévoir le nombre d'électrons dans l'atmosphère de la même manière que nous le faisons avec la quantité de précipitations dans une prévision météorologique. La connaissance du nombre d'électrons est nécessaire pour améliorer le fonctionnement des systèmes de navigation, car cela permettra aux développeurs de fabriquer des appareils plus précis", a déclaré Youri Yasyoukevich, chercheur principal à l'Institut de physique solaire-terrestre de la BS RAN (Novossibirsk), dont les propos sont cités par le service de presse de la Fondation scientifique russe.

L'ionosphère a été découverte au début du XXe siècle par le physicien italien Guglielmo Marconi lors de la première session de communication radio entre deux continents lointains. Il a découvert qu'il existe dans l'atmosphère une couche de particules chargées qui réfléchissent les ondes radio. Aujourd'hui, les scientifiques étudient activement comment divers phénomènes naturels et artificiels affectent l'état de l'ionosphère, notamment la densité et le nombre d'électrons qu'elle contient.

Yasyukevich et ses collègues ont développé une approche permettant de prédire avec précision comment le nombre de ces particules change en fonction de divers facteurs, notamment l'heure de la journée, les variations saisonnières et les changements de l'activité solaire. Pour développer cette technique, les chercheurs ont analysé des données sur le contenu électronique de l'ionosphère collectées de 1998 à 2023 dans différentes régions du monde, notamment en Sibérie, en Europe, au Japon, au Canada et en Australie.

Les chercheurs ont utilisé ces informations pour former un réseau neuronal capable de prédire très précisément le nombre d'électrons dans l'atmosphère, sur la base de seulement deux paramètres : le temps et ce que l'on appelle « l'indice F10.7 », reflétant le niveau quotidien moyen d'électrons dans l'atmosphère, l'activité solaire. Les scientifiques ont testé le fonctionnement de cet algorithme en l'utilisant pour calculer les fluctuations du nombre d'électrons au cours du cycle actuel de l'activité solaire, qui a débuté fin 2019.

Les calculs effectués par les chercheurs ont montré que la nouvelle approche s'est avérée beaucoup plus précise que les méthodes existantes pour prédire les propriétés de l'ionosphère. Les physiciens affirment que leur développement aidera les ingénieurs à prédire avec plus de précision la rapidité avec laquelle les signaux des satellites GLONASS et d'autres systèmes de navigation se propagent dans l'atmosphère. Cela améliorera la précision de la navigation par satellite d'environ 15 %, ont noté les scientifiques.

Source: TASS; Crédit d'illustration: Gerd Altmann/Pixabay