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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）
探访江苏滨海海洋牧场：海上“荷花”开 搭台新牧渔******
(新春走基层)探访江苏滨海海洋牧场：海上“荷花”开 搭台新牧渔
中新网盐城1月12日电(于从文 顾名筛)在离岸几十公里的黄海上围网6万立方米水体进行海洋养殖，网箱上方建设的平台不仅有智能化养殖控制系统，还有海洋科普基地、多功能观光休闲设施……江苏滨海“陶湾一号”海洋牧场甫一问世即受关注。兔年新春前夕，中新网记者登上海洋牧场平台，感受深海智能化养殖的新奇。
海洋牧场平台与海上风电场的大风车“同框”，组成了一幅别样的风景。 谷华 摄11日上午，江苏滨海海域阳光正好，海风柔和，海鸟盘旋。记者搭乘补给船出海，穿行在海上风力发电大风车“丛林”之中，向着汪洋中的海洋牧场驶去。经过近3个小时的航行，海天之间一座白色的四方形“海上城堡”映入眼帘。陪同采访的陶湾海洋牧场负责人李益说，这就是“陶湾一号”海洋牧场智能网箱平台。
李益继续介绍，陶湾海洋牧场是由滨海县农旅集团投资建设的集海洋养殖、海洋科研、海洋观光休闲于一体的现代渔业综合体，项目分三期建设，目前已完成一期建设，投资4.2亿元建成多功能综合平台、人工鱼礁及其附属配套设施，2023年底完成二期建设，2025年底完成三期建设，届时将成为盐城市首个国家级海洋牧场示范区、东部地区全品类优质水产品供应基地、全国首个县域海洋牧场产业化示范区。
海洋牧场平台的四根圆柱间内侧围着巨型网箱。 谷华 摄登上“陶湾一号”智能网箱平台，同行人员纷纷惊叹这座“海上城堡”的宏大壮观。四根巨型圆柱和若干根斜插柱稳稳地支撑起整个平台，四根圆柱间内侧围着巨型网箱。离水面十五六米高的平台有三层，一层是养殖观察环道和投饵管道，二层是智能集控室、污水处理室、电气设备间、应急发电机室等功能室，还有科普馆、会议室、客房、餐厅等配套区，顶层是观光平台和一个直升机停机坪。借助无人机从空中俯瞰，整个平台犹如一朵荷花盛开在大海中。
“养殖网箱水体有6万立方米，最多可养殖50万尾到60万尾深海鱼，日前刚试投放5万尾黑鲪鱼苗，养殖8个月左右即可上市。”带领记者参观的平台工作人员姜亚雷是名退役军人，他对这个海洋智能养殖平台充满自豪感。他说，更重要的是，在平台四周约9700亩的水域投放了34000空方的人工鱼礁，这些人工鱼礁上面有各式各样的孔洞，有利于海藻等海洋微生物附着，为鱼类提供繁殖、避敌、索饵、嬉戏的场所，这对改善海洋生态环境将起到重要作用。
工作人员操控智能设备，对海洋牧场进行全方位日常监测。 谷华 摄在海洋智能养殖平台的智能集控室里，摆放着各式智能设备，十几台电脑屏幕上，有的显示各种数据，有的显示监控画面。负责这里工作的是24岁小伙子顾硕，大学毕业后在中交一航局工作，得知家乡建起海洋牧场后，回来参与这项事业。他告诉记者，智能集控室是海洋牧场的“大脑中枢”，从海洋环境监测、安全控制、内外联络到灯光控制、鱼料投放，都能在集控中实现。他指着面前的一块屏幕说，当前海水温度、盐度、PH值、叶绿素、溶解氧浓度等数据一目了然，点击查看历史数据，可见这些数据在日、周、月之间的数据变化曲线。
“由于是智能操控，海洋牧场日常运行只需要4人，15天到20天轮换一次。”李益说，他们每个人都是业务的多面手，发电、放养、数据分析等各种业务都能熟练操作。
工作人员乘小艇下水检查网箱。 谷华 摄值得一提的是，“陶湾一号”海洋牧场平台日常运行和生活用电都来自平台上安装的风能和太阳能发电设备，同时建有海水净化和污水处理系统，生产生活垃圾定期运回陆地处理，运行真正实现绿色生态无污染。
“将来，‘陶湾一号’海洋牧场除了正常的网箱养殖功能外，还将提供科普培训、垂钓潜水、商务会议、休闲观光、婚庆典礼及特色餐饮等服务项目，成为真正的现代海洋产业基地。”李益说。
海洋牧场平台建有海水净化和污水处理系统。 谷华 摄“建设海洋牧场既是科学的生态修复手段，也是现代的渔业生产方式，更是创新的渔业产业形态。”滨海县农旅集团董事长吕海军表示，今后，将全力抢占生态渔业示范发展的制高点，实施“海洋牧场+”融合发展战略，拓展更多的海洋牧场，打造“蓝色粮仓”。
下午4点40分，记者告别“陶湾一号”海洋牧场的值守人员，他们将在这里度过兔年春节。乘船离开的那一刻，回首望去，这座荷花型的“海中城堡”与周边海上风电场林立的大风车“同框”，组成了这片广袤海域上的别样风景。(完)
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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