点击右上角
微信好友
朋友圈
请使用浏览器分享功能进行分享
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）
接档《如果国宝会说话》，看《奇妙中国》用童话视角打开“中国科技新国宝”******
如果用童话视角打开科技世界，走进超级工程的心脏，揭秘核心技术的精髓，会是怎样一种别开生面的奇妙体验？
由中央广播电视总台央视频出品，开年特别策划推出的系列纪实短视频节目《奇妙中国》，将接档《如果国宝会说话》，于1月11日-1月20日每晚19:55档在CCTV-9播出，并在央视频、央视网全网首播。节目由央视娱乐传媒、青岛城市传媒联合出品，并由总台记者王冰冰为超级工程倾情代言，以讲述者的视角带观众踏上这场“科学精神的奇妙之旅”。
作为总台旗舰平台央视频2023年度重磅融媒体项目，《奇妙中国》将以每集五分钟的体量向观众呈现近十年来举世瞩目的中国工程与科学成就，是一系列关于超级工程的童话故事。节目秉持总台“思想+艺术+技术”的创作理念，首次将宏观视野、微观表达、童话叙述创新融合，在展现科技魅力的同时，将科学带给生活的变化和意义，生动有趣地呈现在屏幕上。
模拟童话叙述，第一视角走进“工程心脏”
如何诠释科学带给人类的非凡变化？《奇妙中国》在故事讲述上开辟出一条童话叙述的全新思路，从人文和命运共同体的角度照见科学成就。节目通过总台记者王冰冰的讲述，从第一视角带观众走进大国工程背后奇妙的科技世界，用描摹童话故事的口吻揭秘近年来中国出现的“工程奇迹”，营造出科学带给人类的奇妙感。
首次播出的十集节目，涵盖航天、航海、新能源、新基建等十个不同领域的重大工程——探索中国航天深空探测的奥秘，感受“超级火箭发动机”的冰与火之歌；解锁黑暗地下世界的开路先锋，见证“地下建设者”实现遁土而行的超凡想象力；寻访如同现代艺术装置的发电设备，在“新蒸汽时代”看见“超超临界”的神奇与高效；走进戈壁沙漠深处，领悟“光能24小时”中人类捕捉光线、获取能量的最初梦想。此外，还有让人类实现贴地飞行的“磁悬浮列车”，在数字信息时代处理海量信息的“超级数据库”，用科技让人们实现共同发展的“环沙漠铁路”……跟随王冰冰的视线，《奇妙中国》将为大家集中呈现一幅立足当下、展望未来的中国发展新图景。
刷新视听语言，微观表达触摸“科技之美”
如何演绎科技想象中蕴含的浪漫色彩？《奇妙中国》在表现手法上用影像语言触摸超级工程的深层肌理，在细节中展现科技之美，在逻辑中突显科技之力。节目通过微观视点下的特殊视效以及富有童话色彩的拟人化语言，创造出一套独树一帜的视听语言风格。
微观影像呈现童话视角、CG动画重现科技原理、微缩模型展现科技细节……全片创意融合移轴摄影、微距镜头、微缩景观、CG动画特效等特殊拍摄和制作手法，刷新国内人文科学类纪录片拍摄制作方式，用工业美学的方式雕刻出科技美感，创造出一个既真实可感又妙趣横生的科学童话世界，同时契合影像风格的旁白和音乐元素，进一步烘托出童话奇幻的氛围。
彰显人文精神，打开有温度的“科学童话”
总台记者王冰冰极具亲和力和感染力的讲述方式，配以节目令人耳目一新的表达方式，为这些超级工程赋予了可爱灵动的生命力，让深奥的科学变得生动、鲜活、有趣，着上了一层人文关怀的温度与底色，这样的精品力作将为青少年打开一个“童话般的科技世界”，有助于影响并塑造他们的科学人文精神，为他们的未来种下一颗科学人文精神的种子。
作为一部讲述中国工程与科学成就的人文科学类纪实短视频，《奇妙中国》用童话般的视听语言对准大国重器，讲述中国科技故事，在以小见大、引人入胜的微观表达中，捕捉到科技作为人类机能延伸的浪漫色彩。节目将如同一张张“小而美”的中国科技名片，向世界讲述中国式现代化背后承托起人民幸福生活的“国之大者”，展现其中蕴含的中国智慧、中国力量和中国精神。
从人文角度书写科学，用童话视角镌刻科技。1月11日-1月20日，锁定CCTV-9、央视频、央视网，与《奇妙中国》一起，在人文科学的童话之旅中，开启让梦想照进现实的2023。
（文图：赵筱尘 巫邓炎）
)
一分钟彩票地图