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    北斗+5G 織就精確定位的“天羅地網(wǎng)”

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    發(fā)布時間:2023-08-07

    今年,鄧中亮更忙了。

    外部會議,內(nèi)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(xué)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(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)開啟服務(wù)全球,與美國GPS、俄羅斯格洛納斯、歐盟伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)并分天下。在地球上,當(dāng)時很多地方開始經(jīng)受疫情的考驗,對于精準(zhǔn)位置的需求更加迫切。這一年,國際歐亞科學(xué)院院士、北京郵電大學(xué)教授鄧中亮帶領(lǐng)團隊的導(dǎo)航定位相關(guān)研究獲得了“全國創(chuàng)先爭優(yōu)獎”。此后,鄧中亮帶領(lǐng)團隊進行的天地一體,北斗+5G相關(guān)技術(shù)的場景落地應(yīng)用規(guī)模不斷廣泛擴大。

    打通北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)“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(lǐng)回來。

    “如果當(dāng)時有精準(zhǔn)的位置導(dǎo)航服務(wù),就不會等到第三天才找到人。”鄧中亮感慨道。在他看來,互聯(lián)網(wǎng)改變了人們的生活方式,位置網(wǎng)時空大數(shù)據(jù)將會改變整個世界,尤其是北斗與5G的深度融合可以實現(xiàn)能通信就能高精度定位。

    的確,北斗被稱為“天上的網(wǎng)”,解決的是時間空間高精度問題,北斗系統(tǒng)全球范圍定位精度優(yōu)于10米、測速精度優(yōu)于0.2米/秒、授時精度優(yōu)于20納秒、服務(wù)可用性優(yōu)于99%,“準(zhǔn)”是北斗的優(yōu)勢;而5G是“地上的網(wǎng)”,能解決數(shù)據(jù)高速傳輸室內(nèi)外廣域覆蓋的問題,最大的優(yōu)勢在于“快”,具有大帶寬、低時延等特點,不僅比4G網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù),并且在信號、信息、設(shè)施、應(yīng)用等層面深度融合,實現(xiàn)互相增強,形成增量效應(yīng)。

    中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)新聞發(fā)言人冉承其曾表示:“5G和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具有天然的融合性。”隨著5G的到來,從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)時代,北斗和5G、人工智能、新興技術(shù)等的融合一定會催生出新興產(chǎn)業(yè)、行業(yè),帶來新的經(jīng)濟增長點,并且為國防軍事、智慧城市、自然資源、通信網(wǎng)絡(luò)、交通、電力等各行各業(yè)等應(yīng)用帶來無限可能。

    無處不在、無人不用、無所不需的位置服務(wù)都需要大規(guī)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(tǒng)工程建設(shè)于1994年啟動,2000年建成并投入使用;2004年,北斗二號系統(tǒng)工程建設(shè)啟動,2012年建成后面向亞太地區(qū)提供位置服務(wù)和定位導(dǎo)航服務(wù),在室外可以成功解決定位與導(dǎo)航的問題。

    然而,導(dǎo)航衛(wèi)星距離地面距離遠(yuǎn),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(nèi)活動,一些很多大型工程實施,例如地鐵工程建設(shè),長期在下地下環(huán)境,難以進行基于衛(wèi)星的精確定位,。如何在室內(nèi)衛(wèi)星信號被遮擋區(qū)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(gòu)建天地一體的時空定位系統(tǒng)實時高精度定位系統(tǒng),提高衛(wèi)星定位的性能和精度的同時實現(xiàn)基于通信信號從室外到室內(nèi)的定位全覆蓋。鄧中亮是“羲和”計劃室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)的主要負(fù)責(zé)人和學(xué)術(shù)帶頭人,他帶領(lǐng)團隊潛心攻關(guān),自主研發(fā)的TC-OFDM定位與通信融合的導(dǎo)航一體化新型信號體制和高精度定位技術(shù),把移動通信網(wǎng)變成了一張既能通信網(wǎng),又能高精度定位的網(wǎng)。“羲和”系統(tǒng)得以具備室外亞米級、城市室內(nèi)優(yōu)于3米的無縫定位導(dǎo)航能力,率先解決了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的“最后一公里”瓶頸,也讓我國在室內(nèi)位置服務(wù)科學(xué)研究技術(shù)上實現(xiàn)重大突破。

    此后,“羲和計劃”的相關(guān)研究也拉動了從芯片到終端、從基站到網(wǎng)絡(luò)、從運營到服務(wù)的整個導(dǎo)航通信產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

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