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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）

云南依靠科技——把天拉长 把地拉宽******

　　【在这片辽阔的土地上㉙】

　　光明日报记者 张勇 光明日报通讯员 云先锋

　　千百年来，水稻都是种在水田里，可云南澜沧的高山旱地，不仅能种水稻，还能大丰收。这真是个新鲜事！

　　云南多山，灌溉条件有限，水稻产能长期缺口较大。山区农民的口粮，以玉米等杂粮为主，想吃大米就要外购。

　　这样的状况发生改变，是从2021年5月开始的——中国工程院院士朱有勇率领云南农业大学团队来到澜沧县，在竹塘乡蒿枝坝村的山地上，试验旱地杂交水稻高产优质栽培技术。种子是云南农大稻作研究所培育的新品种。

　　“我们祖祖辈辈都在旱地上种苞谷。旱地种水稻？怎么可能！”不仅蒿枝坝的拉祜族群众议论纷纷，县乡两级农技推广人员心里也没底。

　　但让村民们感到惊奇的是，这些旱地上种的水稻真的自始至终不用浇水灌溉——谷种播种到干燥的土壤里，等雨水落地，稻谷秧苗便破土而出。只靠喝雨水，这些水稻就能茁壮成长，结穗弯腰！

　　“澜沧地区降雨量在1400毫米以上，所以我们在澜沧旱地种的水稻都不用人工浇水。”云南农大稻作所所长文建成解释，“事实上，云南多数山区旱地种水稻都不用浇水，只有降雨量在1200毫米以下的地区才需要人工补点水。”

　　其实，新稻种的种植，并非一帆风顺。稻谷秧苗长出来时，杂草也疯长，“地老虎”等害虫也猖獗起来。为防治植物病虫害，朱有勇经常蹲在稻地里，指导村民科学除草杀虫，闯过了一道道难关。

　　“我们的旱地水稻从耕地、播种、除草、收割都是机械化，打农药用无人机。依靠科技种田给村民们做示范，省劳动力，每亩比水田水稻节省成本五六百元。”朱有勇告诉记者。

　　蒿枝坝的村民们看着试验田旱地里金灿灿的水稻，纷纷要求把玉米地改种水稻。2022年，仅竹塘乡就种植水稻旱种7861亩。他们的付出，很快得到了回报。

　　2022年9月，蒿枝坝的稻谷丰收之际，中国工程院有13名院士齐聚这里，见证示范种植的405亩杂交稻旱种的丰收：一穗穗金黄的稻谷压弯了腰，连片的杂交稻旱种犹如金色的海浪阵阵翻滚。收割机很快收获了满满一车的新鲜稻谷，专家组经过现场称重得出了结果——平均亩产690.9公斤，比传统旱稻产量提高了近400公斤。

　　“水稻上山有效解决了澜沧水田少、旱地多、水稻产量不足的问题，适宜在广大山区推广，对云南‘稳口粮’工程具有重大现实意义！”文建成向记者介绍，“2022年，澜沧县20个乡镇推广水稻旱种的2.7万亩，全部获得丰收！”

　　澜沧县水稻旱种的成功，是整个云南粮食生产的一个缩影。近年来，云南省针对粮食安全结构性问题，把水稻旱种作为“稳口粮”的一项重要举措，在中低海拔雨热资源丰富的地区，探索水稻旱种绿色高效栽培技术，创建省、州、县三级示范样板77片，示范面积2.1万亩。

　　在示范样板的带动下，2021年和2022年，两年间，云南分别示范推广水稻旱种24万亩、53万亩，覆盖59个县（市、区），并由海拔1700米以下扩展到1900米左右的区域。

　　云南省级财政还安排1亿元资金，按每亩200元的补助标准支持水稻旱种。农技推广部门为水稻旱种提供科技支撑，对农技人员、合作社、种粮大户进行培训，举办技术培训班1896期次、培训130万人次。

　　“我们研究的是什么？就是依靠科技，把天拉长，把地拉宽，在一亩地里面，尽量提高土地的生产率，端牢中国饭碗。”朱有勇说。

　　《光明日报》（ 2023年01月03日 01版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）