堅定信心 勇挑大梁·協(xié)同新脈動｜ 世界首創(chuàng)！雄安新區(qū)實現(xiàn)地下精準導航

　　開車進入上百萬平方米的地下停車場，如果導航失靈，將是一種怎樣的情形？常規(guī)地面導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航系統(tǒng)技術(shù)，實現(xiàn)了定位精度2米，破解了地下精準導航的難題，在世界范圍也屬首創(chuàng)。而如今，這項新技術(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)富強園停車場，一輛試驗車正在進行信號覆蓋測試。啟動、提速、停泊，再啟動、再提速、再停泊……坐在車里的雄安地下定位導航項目團隊成員、北京郵電大學博士后初星河，時刻緊盯著手機上的位置光標，反復進行測試。

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

　　這里的地下停車場，既看不到錯綜復雜的布線，也沒有爬滿墻面的通信設(shè)備，大量裝備都被“隱藏”在專門的機房里。在一個不足10平方米的機房內(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信號增強器，以實現(xiàn)地下停車場信號無縫覆蓋。

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

　　“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，如果沒有一個可靠的定位和導航手段，就像進入了一個地下迷宮?！背跣呛咏榻B，受建筑物的遮擋，地上的導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)首個大規(guī)模開發(fā)利用地下空間的城市?！捌鸸P”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的科研團隊抵達雄安，開始技術(shù)攻關(guān)。“我們是一個以90后為主的研發(fā)團隊，大家當時都很興奮，期待在未來之城，看到未來場景?！遍L期致力于無線信號感知定位的路兆銘教授回憶起帶隊剛到雄安時的情形。

　　路兆銘（中）和項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

　　把藏在學術(shù)論文里的新技術(shù)轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實應(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)建起一套精準的定位導航系統(tǒng)。路兆銘和團隊懷揣著夢想，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，進行精準定位？”在當時，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。

　　項目組成員在雄安新區(qū)地下停車場進行測試。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。

　　“當時我們把目標定在，做到‘車位級’的精度，這是一件很難的事情。”路兆銘解釋，北斗衛(wèi)星信號從超過2萬千米的高空來到地面，信號強度已經(jīng)極弱，再將其引入地下，信號強度會進一步衰減。

　　“我們需要基于原有的技術(shù)積累，再結(jié)合雄安的實際場景搞創(chuàng)新?！甭氛足懞蛨F隊絞盡腦汁后，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，我們的手機在室內(nèi)有信號全靠它。

　　路兆銘（左三）和項目組成員正在進行實驗。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，路兆銘團隊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，如何精準定位到“車位級”，又是一座要翻越的大山?！耙嵘龑Ш降木?，就要找到適配的算法?！睘榱私鉀Q這個問題，團隊用了6個多月的時間尋找信息融合的算法。

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

　　一個參數(shù)一個參數(shù)地試，一個器件一個器件地換，一根天線一根天線地測……最終，團隊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航系統(tǒng)逐漸成形，實現(xiàn)了地上地下一體化的精準導航，并即將為雄安居民生活帶來實實在在的便利。

　　“導航精度達到2米，比地面上的導航精準度還要高，而建設(shè)成本只有傳統(tǒng)地下導航技術(shù)的一半?！眻F隊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隊來到雄安，很多像地下空間導航一樣的前沿技術(shù)落地雄安。

　　路兆銘團隊的發(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項大賽28個賽道決賽在雄安新區(qū)集中舉辦，來自全國818家企業(yè)團隊的1320項作品參賽，共有377項獲獎作品在雄安乃至全省開放的近百個應(yīng)用場景中積極尋求落地機會。目前，獲獎作品中已有120多項初步達成落地意向、30多項達成投資意向。其中就包括“北斗+5G室分”地下空間導航項目。

　　該項目最終在“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。”路兆銘說。

　　7月，北京郵電大學、河北交通投資集團有限公司、雄安新區(qū)改革發(fā)展局攜手，共同成立了雄安空天信息研究院，著力打造政產(chǎn)學研深度融合的創(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?！甭氛足懺谝?guī)劃著未來，“在雄安，我們與未來握手。”

　　每解鎖一個新的應(yīng)用場景，就像打開一扇通往未來世界的大門。一個個首屆雄安未來之城場景匯上的優(yōu)質(zhì)項目正在雄安新區(qū)落地：“北斗+5G室分”地下空間導航逐步在容東片區(qū)400萬平方米地下空間規(guī)模部署，雄安集團在華望城率先部署300套支持IPv6的智慧家電，由雄安城市運營服務(wù)大模型驅(qū)動的講解機器人實現(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。

　　來源：長城網(wǎng)·冀云客戶端記者 張霰 許艷艷 康紫祎 馮少玲