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        1. 北斗+5G 織就精確定位的“天羅地網”

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          發布時間:2023-08-07

          今年,鄧中亮更忙了。

          外部會議,內部討論,課題研究,還有疫情困擾期間沒能出的差鉚足勁似的補上,一天里,從離開床和回到床中間的時間都被工作冠名了。

          北京郵電大學教授鄧中亮

          忙碌的加速鍵在2020年按下暫停鍵。2020年7月31日,天上的北斗三號全球衛星導航系統開啟服務全球,與美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐盟伽利略衛星導航系統并分天下。在地球上,當時很多地方開始經受疫情的考驗,對于精準位置的需求更加迫切。這一年,國際歐亞科學院院士、北京郵電大學教授鄧中亮帶領團隊的導航定位相關研究獲得了“全國創先爭優獎”。此后,鄧中亮帶領團隊進行的天地一體,北斗+5G相關技術的場景落地應用規模不斷廣泛擴大。

          打通北斗衛星導航系統“最后一公里”

          十多年前,湖南老家的一位老太太來北京走丟的故事,鄧中亮如今依然印象深刻:老太太在鳥巢游玩跟孩子們走散了,找了一整個晚上沒找到,直到第三天孩子去派出所才把老太太領回來。

          “如果當時有精準的位置導航服務,就不會等到第三天才找到人。”鄧中亮感慨道。在他看來,互聯網改變了人們的生活方式,位置網時空大數據將會改變整個世界,尤其是北斗與5G的深度融合可以實現能通信就能高精度定位。

          的確,北斗被稱為“天上的網”,解決的是時間空間高精度問題,北斗系統全球范圍定位精度優于10米、測速精度優于0.2米/秒、授時精度優于20納秒、服務可用性優于99%,“準”是北斗的優勢;而5G是“地上的網”,能解決數據高速傳輸室內外廣域覆蓋的問題,最大的優勢在于“快”,具有大帶寬、低時延等特點,不僅比4G網絡傳輸速度快100倍,同時時延低于1毫秒定位能力也提升到亞米級。二者合力帶來了海量的高精度、高時效的地理時空大數據,并且在信號、信息、設施、應用等層面深度融合,實現互相增強,形成增量效應。

          中國衛星導航系統管理辦公室主任、北斗衛星導航系統新聞發言人冉承其曾表示:“5G和北斗衛星導航系統具有天然的融合性。”隨著5G的到來,從互聯網到物聯網時代,北斗和5G、人工智能、新興技術等的融合一定會催生出新興產業、行業,帶來新的經濟增長點,并且為國防軍事、智慧城市、自然資源、通信網絡、交通、電力等各行各業等應用帶來無限可能。

          無處不在、無人不用、無所不需的位置服務都需要大規模、高可靠、高精度和低成本的不同尺度的時空信息。北斗一號系統工程建設于1994年啟動,2000年建成并投入使用;2004年,北斗二號系統工程建設啟動,2012年建成后面向亞太地區提供位置服務和定位導航服務,在室外可以成功解決定位與導航的問題。

          然而,導航衛星距離地面距離遠,遇到遮擋后信號容易被阻斷。在地面生活的人們大部份時間都在室內活動,一些很多大型工程實施,例如地鐵工程建設,長期在下地下環境,難以進行基于衛星的精確定位,。如何在室內衛星信號被遮擋區域進行精確定位是各國都面臨的難點。

          科技部2006年“十一五“開始啟動了“羲和”計劃,旨在構建天地一體的時空定位系統實時高精度定位系統,提高衛星定位的性能和精度的同時實現基于通信信號從室外到室內的定位全覆蓋。鄧中亮是“羲和”計劃室內導航系統的主要負責人和學術帶頭人,他帶領團隊潛心攻關,自主研發的TC-OFDM定位與通信融合的導航一體化新型信號體制和高精度定位技術,把移動通信網變成了一張既能通信網,又能高精度定位的網。“羲和”系統得以具備室外亞米級、城市室內優于3米的無縫定位導航能力,率先解決了北斗衛星導航系統的“最后一公里”瓶頸,也讓我國在室內位置服務科學研究技術上實現重大突破。

          此后,“羲和計劃”的相關研究也拉動了從芯片到終端、從基站到網絡、從運營到服務的整個導航通信產業鏈的發展。

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