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巧借5G设施，将北斗导航延伸至地下******

　　在雄安新区容东片区的地下停车场，看不到纷繁复杂的线路，大量装备都被“隐藏”在专门的机房里。机房的墙壁上放置着3个小盒子，既有合路器，又有北斗卫星导航室内分布单元，还有运营商的5G基站。在这里，一条线路连接楼顶上方，以获取北斗等卫星的定位信号；一条室分线路连接多个“小蘑菇头”，以实现地下停车场信号无缝覆盖。

　　在复杂如“迷宫”的地下停车场，找不到自己的车或者开着车找不到出口，是人们经常遇到的尴尬又让人头疼的事情。

　　如今，在“地上一座城、地下一座城、‘云’上一座城”的河北雄安新区（以下简称雄安新区），精准室内导航技术正在改变这一现状。雄安新区利用“5G+北斗”技术，低成本快速实现了区域地下空间准确定位与导航。即便是身处地下停车场，“智慧”定位导航系统也能够随时告知用户的具体位置，以及下一步该往哪走，让地下通行更加便捷、高效。

　　瞄准地下精准定位导航难题

　　人们的切身体会是，在室内尤其是地下开阔空间，定位导航服务远不如地上来得精准且持续。在接受科技日报记者采访时，北京邮电大学信息与通信工程学院副教授路兆铭直言：“当前的室内定位技术解决了定位服务‘有与无’的问题，但尚未解决‘服务质量有保障’的问题。”

　　当前，雄安新区“地下一座城”已经初具规模。除去高标准建设的、埋藏在地下的城市“大动脉”——城市综合管廊外，城市中地下停车场的面积也非常大。

　　例如，在雄安新区首个集中建成区——容东片区，众多小区、楼宇的地下停车场全部联通。在大规模的地下空间中，会有大量的人、车、物流动，初入其中很容易迷路，如何实现精准定位导航成为雄安新区“地下一座城”建设过程中面临的问题。

　　2022年，国家重点研发计划设立“交通基础设施”专项，在5G通信与信号定位领域有长期积累的北京邮电大学信息与通信工程学院，成为“雄安新区交通设施数字化建设示范应用”项目的牵头单位，展开“5G+北斗地下空间组合式定位导航”的课题研究。

　　作为上述课题负责人，路兆铭告诉记者，为了解决无法实现地下精准定位的难题，“5G+北斗地下空间组合式定位导航”课题组在立项时便设定了三个层级的目标：高精度车辆定位与导航、亚米级人员定位与导航、地上地下一体化无缝定位。

　　“项目结项时，我们要在雄安新区超大规模地下停车场内实现这三个目标的示范应用，这对我们来说是一个不小的挑战。”路兆铭表示。

　　北斗卫星信号赋能地下精准导航

　　“手机在室内有信号，不是靠室外的铁塔基站来实现，而是靠室内分布系统。”路兆铭告诉记者，这个系统并不神秘，就是人们经常在楼道或者家门口看见的那种“小蘑菇头”（信号增强器）。

　　在雄安新区容东片区的地下停车场，记者举目四望，看不到纷繁复杂的线路，大量装备都被“隐藏”在专门的机房里。机房的墙壁上放置着3个小盒子，既有合路器，又有北斗卫星导航室内分布单元，还有运营商的5G基站。在这里，一条线路连接楼顶上方，以获取北斗等卫星的定位信号；一条室分线路连接多个“小蘑菇头”，以实现地下停车场信号无缝覆盖。

　　现代楼宇建筑多由钢筋混凝土建成，室外信号被墙体“屏蔽”，需要室内分布系统进行信号的全覆盖。特别是2018年，工业和信息化部要求5G室内信号实现共建共享，运营商将各路信号“混”入统一由中国铁塔股份有限公司提供的关键设备——合路器中。这样，运营商的标准5G室内信号便被合路器分散给各个“小蘑菇头”，以实现信号扩增。

　　路兆铭科研团队成员“就地取材”，利用现有的4G/5G的室内分布系统，在5G基础设施上混搭北斗卫星导航信号，无需重建基础设施，只用一个简单的“加法”，就让北斗信号“混”入5G信号，构建出了一个精准的地下定位导航系统。

　　看似简单的操作，背后依靠的是融合定位算法的创新。“我们团队创新性地提出由信号SLAM（即时定位与建图）架构的‘5G+北斗组合式定位算法’，实现时空信息融合，使室内分布系统支持地下1米精度的定位与导航。”路兆铭表示。

　　从理论上来说，要给物体做空间定位，至少需要3个角度的观测值，而且观测值越多、定位越精准。“好比说，如果一辆车旁边站着10个人，每个人眼中车的位置都是1个观测值，那么当把10个观测值全部融合起来，车辆定位就会更精确。”路兆铭表示，“5G+北斗组合式定位算法”正是将北斗卫星导航信号、5G信号、加速度计等多源位置观测信息融合在一起，精确解算出车辆的当前位置。

　　除了创新定位算法，路兆铭科研团队还在算法的实际场景应用与优化方面做了大量工作。当技术成型后，2021年初，路兆铭科研团队先在北京邮电大学校园搭建环境进行了算法和技术验证，当年6月到雄安新区容东片区杏秋苑地下停车场搭建了试点，开展了为期一年的驻场技术研发和创新。在这期间，路兆铭科研团队解决了三四十种问题，例如异形路段、从地上到地下的定位与导航衔接等，使地下定位导航系统越来越适用于具体场景。

　　把导航服务送到更多地下停车场

　　随着大规模推广示范，目前地下定位导航系统已覆盖容东片区超过20万平方米的地下停车场。

　　利用“5G+北斗”定位导航技术，在雄安新区可实现停车场人员和车辆准确位置导航。路兆铭告诉记者，这套技术还可以被集成到百度地图、高德地图、雄安行等应用程序中，用户通过手机就能够实现精准定位导航。

　　路兆铭科研团队在容东片区地下停车场的测试结果显示，他们研发的地下定位导航系统，其室内导航定位精度在2米左右，可以实现找车位等功能。经测算，与此前技术方案相比，这套拥有完全自主知识产权的技术方案可以将整个建设成本节省50%以上。

　　“现如今，不光是容东片区，容西片区、启东区的地下空间也将推广使用这套地下定位导航系统。”路兆铭表示，作为在雄安新区示范应用的创新技术，这套地下定位导航方案未来还有望被推广至医院、商业综合体、地下矿区、航站楼等地上地下一体化的复杂场景中。

　　“雄安新区为技术创新提供了现实需求，更为创新技术应用提供了极好的验证平台。”路兆铭表示，借助雄安新区先进的设计理念和丰富齐全的场景需求，潜藏在论文里的新技术与方法得到了转化应用。

　　“未来，地下精准定位导航技术还将在河南、福建、广东等地不断推进建设。”路兆铭希望，能把精准定位与导航服务送到更多地下停车场中。（科技日报记者 何 亮）

“大漠天鹰”飞出胜战新航迹******

　　隆冬时节，西北大漠。西部战区空军某基地所属无人机团的一架无人机结束训练准备返航时，突然接到上级“前出查证不明空情”命令。数百公里外的地面站，飞行员和保障人员按照预案迅速进入方舱，接管无人机操控，并将实时画面传回上级指挥所。这一幕训战快速转换的场景，让正在该团采访的记者感受到浓浓的战味。

　　该团领导告诉记者，作为新质作战力量，他们充分发挥无人机在空时间长、飞行油耗低、通联能力强等特点，不断提高人装结合效能，着力将机型优势转化为胜战优势。

　　保障方舱内，记者见到刚结束飞行训练的该团大队长马龙。今年是他改飞无人机的第十年。为实现从“能飞”到“能战”的跨越，十年来，他和战友操控无人机飞越沙漠戈壁、雪山海岛，为打造“临机召唤，召唤即打击”的“大漠天鹰”一路换羽高飞。在一次次跨战区、跨军种的联演联训中，他和战友感到肩上的担子更重了：“以往，我们只在演习初期执行一些侦察任务。如今，无人机往往最早起飞、最晚降落，在高强度对抗中担负越来越重的任务。”

　　那次与某特战旅进行联合演练，该团无人机盘旋高空，将信息数据传递到地面单兵数字终端，帮助渗透作战的特战队员规划路线、实时预警，并随时准备提供空中火力支援。

　　与航空兵某旅开展协同突防突击演练时，该团无人机先期投入战场标定目标位置，提高侦察效率。友军战机发射制导弹药快速返航后，无人机抵近评估毁伤效果，并对残余目标进行补充打击。

　　在多兵种立体攻防演练时，该团无人机组成空中突击队，以最小代价探明“敌”防御漏洞、消耗“敌”防空火力，精准打击高价值目标……

　　面对演训场上取得的一次次进步，这支新质作战力量的官兵没有丝毫自满。记者在该团“军情研究室”看到，参谋长正在研究如何通过与友邻单位密切协同，提高链路抗干扰能力。“要以新质作战力量‘点’的突破，带动整个作战体系打赢能力的提高。”他告诉记者，未来战场，无人作战力量只有在体系支撑下才能释放最大作战效能。为此，他们将无人机纳入基地常态化体系训练，在与异型机及地面部队对抗演练中锤炼实战能力。

　　“党的二十大报告指出，‘加快无人智能作战力量发展’。”该团领导说，随着无人机应用日渐广泛，只有更加积极主动谋战研战，探索创新作战理念、训练模式，才能更好担负起新时代赋予的使命任务。

　　记者采访过程中，远处机场不时传来阵阵无人机引擎的轰鸣声。十年潜心砺翅，利剑扬威沙场。这支新质作战力量乘风奋飞，必将在无人作战领域飞出崭新胜战航迹。(解放军报 记者 马嘉隆 通讯员 葛乐晨 柯长江)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）