胡敬++夏天

“羲和”系統(tǒng)完全建成后，將形成我國(guó)自主可控的位置服務(wù)的室內(nèi)外定位服務(wù)能力，促進(jìn)北斗系統(tǒng)應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化，從定位、增強(qiáng)、地圖和位置服務(wù)網(wǎng)等幾個(gè)方面全面提升北斗的應(yīng)用。

人物簡(jiǎn)介

鄧中亮，北京郵電大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，智能通信、導(dǎo)航與微納系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室主任，北斗重大專項(xiàng)專家、總裝專家組專家、北京市青年學(xué)科帶頭人，長(zhǎng)期致力于導(dǎo)航與位置服務(wù)科學(xué)研究與工程實(shí)踐，地面導(dǎo)航工程——“羲和計(jì)劃”的室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)人和學(xué)術(shù)帶頭人，被中國(guó)科學(xué)院、工程院、中央電視臺(tái)等聯(lián)合推選為“2014年度十大科技創(chuàng)新人物”。

熱愛(ài)旅游的朋友一定對(duì)類似高德導(dǎo)航、百度地圖等軟件耳熟能詳。其實(shí)，導(dǎo)航還可能有另外一種用法——在停車場(chǎng)快速找到合適的車位，在陌生小區(qū)里方便地找到朋友的家門；在展覽館中定位最感興趣的展品……

“有了‘羲和系統(tǒng)，這一切有望成為可能?！闭f(shuō)話的是北京郵電大學(xué)教授鄧中亮。他說(shuō)，由于受到衛(wèi)星定位信號(hào)強(qiáng)度弱、易受遮擋等環(huán)境因素干擾，室內(nèi)定位難度很大，現(xiàn)有室內(nèi)定位技術(shù)如WLAN、UWB等系統(tǒng)雖然實(shí)現(xiàn)了局域室內(nèi)高精度定位，但須布置大量節(jié)點(diǎn)，信號(hào)覆蓋成本較高，不利于向廣域推廣。但是，室內(nèi)定位的作用卻重之又重，除了帶來(lái)日常生活中的便利，對(duì)于地震火災(zāi)、礦井事故等災(zāi)害應(yīng)急救援都至關(guān)重要。2012年，“羲和”系統(tǒng)在此背景下正式上馬，成為《導(dǎo)航與位置服務(wù)科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃》重點(diǎn)項(xiàng)目之一。鄧中亮，就是系統(tǒng)核心技術(shù)“TC-OFDM廣域?qū)崟r(shí)高精度室內(nèi)外無(wú)縫定位”的負(fù)責(zé)人。

十年磨一劍 風(fēng)正好揚(yáng)帆

2012年12月27日，國(guó)家16項(xiàng)科技重大專項(xiàng)之一的北斗導(dǎo)航業(yè)務(wù)正式對(duì)亞太地區(qū)提供服務(wù)。至此，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)已達(dá)到四個(gè)：美國(guó)全球定位系統(tǒng)GPS、俄羅斯GLONASS系統(tǒng)、歐洲GALILEO系統(tǒng)，以及我國(guó)自行研制的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。

然而，所有的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)都只解決了室外定位問(wèn)題，室內(nèi)定位領(lǐng)域仍是空白。

2003年，鄧中亮在美國(guó)南加利福尼亞大學(xué)學(xué)習(xí)期滿后，決心把自己學(xué)到的科技知識(shí)奉獻(xiàn)給心愛(ài)的祖國(guó)，因此，他放棄了國(guó)外企業(yè)的豐厚待遇，毅然選擇了回國(guó)。為了搞好科研，他帶領(lǐng)自己實(shí)驗(yàn)室的人員開始小范圍地研究。在科研的不斷進(jìn)行中，鄧中亮決定整合優(yōu)秀資源，將室內(nèi)定位技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。隨著科研的發(fā)展，TC-OFDM定位與通信融合的新型信號(hào)體制在我國(guó)成功研制，構(gòu)建了室內(nèi)外無(wú)縫定位體系，極大地緩解了城市室內(nèi)外定位于移動(dòng)數(shù)據(jù)通信等多網(wǎng)融合與共享難題，提升了國(guó)家公共安全與應(yīng)急救援能力。

鄧中亮進(jìn)行的科研，與國(guó)家的“羲和”系統(tǒng)關(guān)系密切。作為國(guó)家“863計(jì)劃”地球觀測(cè)與導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域支持的重點(diǎn)項(xiàng)目，“羲和”系統(tǒng)是北斗系統(tǒng)的延伸，提供室內(nèi)導(dǎo)航信號(hào)和室外衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)信號(hào)，全力打通定位信號(hào)、位置信號(hào)以及個(gè)人消費(fèi)的產(chǎn)業(yè)鏈條，實(shí)現(xiàn)定位導(dǎo)航信號(hào)的廣域覆蓋，使現(xiàn)今流行的虛擬世界里滲入現(xiàn)代元素。

鄧中亮舉例說(shuō)明，假如在一間3米×3米的房間內(nèi)定位某個(gè)人或物品，精確度至少要達(dá)到1至3米；而對(duì)于車道導(dǎo)航、農(nóng)業(yè)跟蹤等應(yīng)用來(lái)說(shuō)，精確度要求至分米級(jí)；至于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用，要求厘米級(jí)的定位精度也毫不為過(guò)。“這對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)的定位精確度提出了質(zhì)的跨越要求?！痹卩囍辛恋臓款^帶領(lǐng)下，我國(guó)研制成功TC-OFDM定位與通信融合的新型信號(hào)體制。由于是“羲和”系統(tǒng)的重要組成部分，該項(xiàng)目從“十一五”開始就得到國(guó)家科技部門的高度重視，也讓鄧中亮付出了極大心血。

鄧中亮帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)，經(jīng)過(guò)十余年艱辛的探索和研究，終于取得了輝煌的科研成果，在科研界引起了強(qiáng)烈反響。

“天地一體”：1+1大于2

鄧中亮首先構(gòu)建了北斗“天地一體”無(wú)縫深度融合定位新體系，研制了TC-OFDM基站；其次，提出了異構(gòu)體制融合的多徑抑制方法，將非視距條件定位精度提高至米級(jí)；他還攻克了廣域室內(nèi)外無(wú)縫高精度立體定位難題，研發(fā)了星地融合高精度定位技術(shù)與多路定位信號(hào)增強(qiáng)同步模塊，北斗和GPS室內(nèi)“最后一公里”瓶頸問(wèn)題也從而得到了順利解決。

此外，鄧中亮還構(gòu)建了廣域室內(nèi)外無(wú)縫地理空間信息框架，研發(fā)了大型位置服務(wù)平臺(tái)系列技術(shù)及核心模組、天線、終端、基站等產(chǎn)品，使位置服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)得到了極好的利用，顯著提高了北斗的室內(nèi)外無(wú)縫位置服務(wù)能力。

“如今，衛(wèi)星已經(jīng)解決了室外導(dǎo)航定位問(wèn)題；對(duì)于室內(nèi)導(dǎo)航定位來(lái)說(shuō)，目前手機(jī)所用的無(wú)線通訊網(wǎng)基本在城市中覆蓋，且絕大多數(shù)人都在使用?！编囍辛琳f(shuō)，“將這張網(wǎng)作為衛(wèi)星定位的補(bǔ)充，就能實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外定位服務(wù)的對(duì)接?！?/p>

根據(jù)在北京、武漢等10個(gè)地區(qū)的測(cè)試結(jié)果顯示，已建成的基本覆蓋中國(guó)區(qū)域的衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)示范系統(tǒng)實(shí)時(shí)定位精度優(yōu)于1米，導(dǎo)航衛(wèi)星實(shí)時(shí)定軌精度0.1米，實(shí)時(shí)鐘差0.2納秒，主要技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

記者從科技部獲悉，“羲和”系統(tǒng)完全建成后，將形成我國(guó)自主可控的位置服務(wù)的室內(nèi)外定位服務(wù)能力，促進(jìn)北斗系統(tǒng)應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化，從定位、增強(qiáng)、地圖和位置服務(wù)網(wǎng)等幾個(gè)方面全面提升北斗的應(yīng)用。同時(shí)，“羲和”系統(tǒng)在國(guó)土資源調(diào)查、精細(xì)農(nóng)業(yè)、車輛監(jiān)控與導(dǎo)航、實(shí)時(shí)位移監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域也取得了良好的應(yīng)用效果。

正所謂“1+1大于2”的力量所在，“一個(gè)北斗系統(tǒng)加一個(gè)地面網(wǎng)絡(luò)，其精度要大大優(yōu)于單獨(dú)使用兩個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)”?！棒撕汀毕到y(tǒng)將充分利用所有的地面通信資源，構(gòu)筑“天地一體”的偉大夢(mèng)想正在一步步實(shí)現(xiàn)。

不斷探索只為更好服務(wù)人類

預(yù)計(jì)到2020年，“羲和”系統(tǒng)將打造上千億元的產(chǎn)業(yè)鏈，從而牽動(dòng)1萬(wàn)億的經(jīng)濟(jì)發(fā)展動(dòng)力。隨著現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展，“位置服務(wù)”已經(jīng)成為現(xiàn)代物流、公共服務(wù)、社會(huì)安全不可缺少的技術(shù)手段，是我國(guó)戰(zhàn)略發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)的重大需求。

面對(duì)廣域高精度室內(nèi)外定位關(guān)鍵技術(shù)研究取得的斐然成果，鄧中亮心里喜不自勝，他對(duì)該項(xiàng)成果未來(lái)的推廣利用充滿了信心。為了使這一科研技術(shù)更好地為人類服務(wù)，他進(jìn)行了多方面的推廣。

首先是尋鹿平臺(tái)的應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)的一些大劇院、機(jī)場(chǎng)、全國(guó)近百家萬(wàn)達(dá)廣場(chǎng)、北京西單大悅城、王府井、金源燕莎、愛(ài)琴海等成功應(yīng)用了863課題“大型建筑物復(fù)雜環(huán)境室內(nèi)定位系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與示范”的研究成果，實(shí)現(xiàn)了高精度米級(jí)室內(nèi)定位，形成了自主可控的位置服務(wù)，保障了大型建筑的精細(xì)化管理與安全。

鄧中亮還研制出了基于室內(nèi)外高精度無(wú)縫定位的消防應(yīng)急救援應(yīng)用示范平臺(tái)。該平臺(tái)投入使用后，消防指揮中心能精確地顯示出救援現(xiàn)場(chǎng)人員和設(shè)施分布、兵力部署等位置信息，從而更好更迅速地指揮配備智能單兵裝備的消防員開展救援。隨著它的推廣應(yīng)用，我國(guó)的消防滅火救援能力將得到進(jìn)一步加強(qiáng)，同時(shí)，為公共安全、智慧城市等廣域室內(nèi)外位置服務(wù)提供必要的技術(shù)。