堅(jiān)定信心 勇挑大梁·協(xié)同新脈動｜ 世界首創(chuàng)！雄安新區(qū)實(shí)現(xiàn)地下精準(zhǔn)導(dǎo)航

　　長城網(wǎng)·冀云客戶端記者 張霰 許艷艷 康紫祎 馮少玲

　　開車進(jìn)入上百萬平方米的地下停車場，如果導(dǎo)航失靈，將是一種怎樣的情形？常規(guī)地面導(dǎo)航無法破解的世界級難題，在雄安新區(qū)找到了解決方案。在2024雄安未來之城場景匯系列大賽“地下空間安全應(yīng)急技術(shù)應(yīng)用大賽”決賽中，一項(xiàng)全球首創(chuàng)的技術(shù)解決方案脫穎而出。

　　2024雄安未來之城場景匯系列大賽現(xiàn)場。

　　由北京郵電大學(xué)聯(lián)合中國鐵塔共同研發(fā)的“北斗+5G室分”地下空間高精度定位導(dǎo)航系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了定位精度2米，破解了地下精準(zhǔn)導(dǎo)航的難題，在世界范圍也屬首創(chuàng)。而如今，這項(xiàng)新技術(shù)就應(yīng)用在了雄安新區(qū)。

　　“適度超前布局智能基礎(chǔ)設(shè)施”

　　近日，在雄安新區(qū)容東片區(qū)富強(qiáng)園停車場，一輛試驗(yàn)車正在進(jìn)行信號覆蓋測試。啟動、提速、停泊，再啟動、再提速、再停泊……坐在車?yán)锏男郯驳叵露ㄎ粚?dǎo)航項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員、北京郵電大學(xué)博士后初星河，時(shí)刻緊盯著手機(jī)上的位置光標(biāo)，反復(fù)進(jìn)行測試。

　　項(xiàng)目組成員在雄安新區(qū)地下停車場進(jìn)行測試。長城網(wǎng)·冀云客戶端記者 康紫祎 攝

　　這里的地下停車場，既看不到錯(cuò)綜復(fù)雜的布線，也沒有爬滿墻面的通信設(shè)備，大量裝備都被“隱藏”在專門的機(jī)房里。在一個(gè)不足10平方米的機(jī)房內(nèi)，一條線路連接樓頂上方，以獲取北斗等衛(wèi)星的定位信號；一條室分線路連接多個(gè)信號增強(qiáng)器，以實(shí)現(xiàn)地下停車場信號無縫覆蓋。

　　作為雄安新區(qū)首個(gè)集中建成區(qū)，容東片區(qū)內(nèi)95個(gè)小區(qū)的地下空間互連互通，面積達(dá)400多萬平方米，容納有大約5萬個(gè)停車位。

　　“建筑物的鋼筋等金屬構(gòu)件會屏蔽掉外界信號。在這樣巨大的地下空間里，如果沒有一個(gè)可靠的定位和導(dǎo)航手段，就像進(jìn)入了一個(gè)地下迷宮?！背跣呛咏榻B，受建筑物的遮擋，地上的導(dǎo)航方案在地下失靈了。

　　與一般城市建成區(qū)不同，雄安新區(qū)是國內(nèi)首個(gè)大規(guī)模開發(fā)利用地下空間的城市。“起筆”之前，“適度超前布局智能基礎(chǔ)設(shè)施”便已寫入雄安新區(qū)建設(shè)的總體規(guī)劃。合理開發(fā)利用地下空間，解決擁堵難題，是雄安智慧城市建設(shè)的重要一筆。

　　然而，超大規(guī)模地下空間定位技術(shù)，在我國的運(yùn)用尚屬空白。雄安新區(qū)擁有巨大的地下空間，急需研發(fā)一款適應(yīng)城市地下空間的導(dǎo)航技術(shù)。

　　一場高校和雄安的雙向奔赴開始了。2020年，一支來自北京郵電大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)抵達(dá)雄安，開始技術(shù)攻關(guān)?！拔覀兪且粋€(gè)以90后為主的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，大家當(dāng)時(shí)都很興奮，期待在未來之城，看到未來場景。”長期致力于無線信號感知定位的路兆銘教授回憶起帶隊(duì)剛到雄安時(shí)的情形。

　　路兆銘（中）和項(xiàng)目組成員討論解決方案。長城網(wǎng)·冀云客戶端記者 康紫祎 攝

　　把藏在學(xué)術(shù)論文里的新技術(shù)轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，讓來自高空的北斗信號穿越地層，在大規(guī)模地下空間構(gòu)建起一套精準(zhǔn)的定位導(dǎo)航系統(tǒng)。路兆銘和團(tuán)隊(duì)?wèi)汛е鴫粝?，開始了拓荒之路。

　　 “結(jié)合雄安場景搞創(chuàng)新”

　　“能不能引入北斗信號，把北斗信號和5G結(jié)合起來，進(jìn)行精準(zhǔn)定位？”在當(dāng)時(shí)，這是一件從未有人做過的事，路兆銘的思路讓很多人覺得天馬行空。

　　項(xiàng)目組成員在雄安新區(qū)地下停車場進(jìn)行測試。來源：北郵公眾號

　　然而，從0到1的創(chuàng)新之路，總是充滿挑戰(zhàn)與艱辛。

　　“當(dāng)時(shí)我們把目標(biāo)定在，做到‘車位級’的精度，這是一件很難的事情?！甭氛足懡忉?，北斗衛(wèi)星信號從超過2萬千米的高空來到地面，信號強(qiáng)度已經(jīng)極弱，再將其引入地下，信號強(qiáng)度會進(jìn)一步衰減。

　　“我們需要基于原有的技術(shù)積累，再結(jié)合雄安的實(shí)際場景搞創(chuàng)新?！甭氛足懞蛨F(tuán)隊(duì)絞盡腦汁后，將目光瞄向了建筑物中常見的一種形似白色“小蘑菇頭”的天線，也就是室內(nèi)分布系統(tǒng)天線，我們的手機(jī)在室內(nèi)有信號全靠它。

　　路兆銘（左三）和項(xiàng)目組成員正在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。來源：北郵公眾號

　　“有沒有可能就地取材，利用建筑物已有的室內(nèi)無源分布系統(tǒng)，把北斗信號‘引’到地下，再利用室內(nèi)分布系統(tǒng)天線轉(zhuǎn)發(fā)出去呢？”北斗衛(wèi)星與室內(nèi)常用的通信設(shè)施相結(jié)合的方案，一舉突破困境。

　　經(jīng)過上千次測試，路兆銘團(tuán)隊(duì)終于研制出世界首創(chuàng)的北斗室內(nèi)分布單元接收模塊，可以放大北斗信號，將高質(zhì)量的信號引入地下。

　　接收到北斗信號只是第一步，如何精準(zhǔn)定位到“車位級”，又是一座要翻越的大山?！耙嵘龑?dǎo)航的精度，就要找到適配的算法?！睘榱私鉀Q這個(gè)問題，團(tuán)隊(duì)用了6個(gè)多月的時(shí)間尋找信息融合的算法。

　　地下導(dǎo)航軟件實(shí)測現(xiàn)場。長城網(wǎng)·冀云客戶端記者 康紫祎 攝

　　一個(gè)參數(shù)一個(gè)參數(shù)地試，一個(gè)器件一個(gè)器件地?fù)Q，一根天線一根天線地測……最終，團(tuán)隊(duì)找到了北斗信號匯入5G室內(nèi)分布系統(tǒng)所需的濾波和功率參數(shù)。

　　在4年多的時(shí)間里，經(jīng)過不斷迭代和優(yōu)化，“北斗+5G室分”地下空間高精度定位導(dǎo)航系統(tǒng)逐漸成形，實(shí)現(xiàn)了地上地下一體化的精準(zhǔn)導(dǎo)航，并即將為雄安居民生活帶來實(shí)實(shí)在在的便利。

　　“導(dǎo)航精度達(dá)到2米，比地面上的導(dǎo)航精準(zhǔn)度還要高，而建設(shè)成本只有傳統(tǒng)地下導(dǎo)航技術(shù)的一半。”團(tuán)隊(duì)成員初星河興奮地說，隨著大規(guī)模推廣示范，目前地下定位導(dǎo)航系統(tǒng)已覆蓋容東片區(qū)超過150萬平方米的地下停車場。

　　“北斗+5G室分地下空間導(dǎo)航”也即將在“雄安行”APP上線，今后還將嵌入百度、高德等通用的導(dǎo)航軟件，為更多雄安居民和游客提供便利。

　　“在雄安，與未來握手”

　　創(chuàng)新是雄安從“出生”就自帶的基因。未來之城拔節(jié)生長的過程中，應(yīng)用場景不斷“上新”，加速集聚優(yōu)質(zhì)創(chuàng)新資源。很多像路兆銘一樣的團(tuán)隊(duì)來到雄安，很多像地下空間導(dǎo)航一樣的前沿技術(shù)落地雄安。

　　路兆銘團(tuán)隊(duì)的發(fā)明專利證書。來源：北郵公眾號

　　2024年5月27日至6月26日，2024雄安未來之城場景匯10項(xiàng)大賽28個(gè)賽道決賽在雄安新區(qū)集中舉辦，來自全國818家企業(yè)團(tuán)隊(duì)的1320項(xiàng)作品參賽，共有377項(xiàng)獲獎(jiǎng)作品在雄安乃至全省開放的近百個(gè)應(yīng)用場景中積極尋求落地機(jī)會。目前，獲獎(jiǎng)作品中已有120多項(xiàng)初步達(dá)成落地意向、30多項(xiàng)達(dá)成投資意向。其中就包括“北斗+5G室分”地下空間導(dǎo)航項(xiàng)目。

　　該項(xiàng)目最終在“地下空間安全應(yīng)急技術(shù)應(yīng)用大賽”決賽上，拿到了超大規(guī)模地下空間定位導(dǎo)航技術(shù)賽道冠軍。

　　“大賽結(jié)束后我們更忙了。研發(fā)資金有了后續(xù)支持，新區(qū)還幫助我們對接了很多投資機(jī)構(gòu)以及上下游的企業(yè)，輔助我們?nèi)ネ苿赢a(chǎn)業(yè)化發(fā)展?！甭氛足懻f。

　　7月，北京郵電大學(xué)、河北交通投資集團(tuán)有限公司、雄安新區(qū)改革發(fā)展局?jǐn)y手，共同成立了雄安空天信息研究院，著力打造政產(chǎn)學(xué)研深度融合的創(chuàng)新平臺，構(gòu)建面向空天信息領(lǐng)域的高層次人才培養(yǎng)基地、高水平科技創(chuàng)新基地和高質(zhì)量成果轉(zhuǎn)化平臺。

　　“科技、產(chǎn)業(yè)、金融緊密結(jié)合的平臺搭建，讓我們的前沿技術(shù)不僅在雄安新區(qū)大展拳腳，還可以在更廣闊的天地里大有作為。”路兆銘在規(guī)劃著未來，“在雄安，我們與未來握手。”

　　每解鎖一個(gè)新的應(yīng)用場景，就像打開一扇通往未來世界的大門。一個(gè)個(gè)首屆雄安未來之城場景匯上的優(yōu)質(zhì)項(xiàng)目正在雄安新區(qū)落地：“北斗+5G室分”地下空間導(dǎo)航逐步在容東片區(qū)400萬平方米地下空間規(guī)模部署，雄安集團(tuán)在華望城率先部署300套支持IPv6的智慧家電，由雄安城市運(yùn)營服務(wù)大模型驅(qū)動的講解機(jī)器人實(shí)現(xiàn)講解，國家電網(wǎng)應(yīng)用地源熱泵、智慧充電樁等技術(shù)致力于打造零碳辦公園區(qū)……

　　雄安開放的場景，讓前沿科技成果不斷向這里匯聚。