新闻源 财富源

2022年06月29日 星期三

财经 > 滚动新闻 > 正文

字号:  

用定位系统演绎精彩未来

  • 发布时间:2015-12-23 03:33:39  来源:科技日报  作者:佚名  责任编辑:罗伯特

  随着现代社会的快速发展,“位置服务”已经成为现代物流、公共服务、社会安全等不可缺少的技术手段,巨大的市场需求为我国新兴产业的发展提供了广阔的前景。作为位置服务的核心技术,广域高精度室内外定位也成为各国卫星定位领域处于领先位置的标志。

  长期以来,卫星定位系统一直是一些发达国家引以骄傲的筹码。为了打破GPS技术的垄断地位,北京邮电大学科学技术发展研究院常务副院长邓中亮教授带领着团队,研发建立了星地融合定位新体系,并主攻广域高精度立体定位关键技术,开发出系列装置与装备,促进了我国国防建设和经济建设的发展,为祖国的科技繁荣做出了卓越的贡献。

  找到“弯道超车”的路径

  在许多人眼里,定位导航基本上是室外的方位运动,即利用地面或卫星等测绘技术产生的地理信息;而室内位置感知技术兴起于上世纪末,目前需求量已呈爆炸式增长。但受定位技术制约发展较慢,导航信号难以进入建筑物内,不能精确测量定位。

  2002年,被国家选派赴美国大学作高级访问学者的邓中亮期满回国,调任电子工程学院做院长,专业从原来的机械工程转变为电子工程与通信。在新的环境,新的专业领域,新的挑战面前,多年的科研实践经验告诉邓中亮,只有清楚地认识自己,才能真正地实现跨越式发展,才能实现科技创新发展的“弯道超车”,进而赶超那些起步早、技术成熟的发达国家。经过一段时间的潜心研究,他发现目前全球四大定位导航系统,无论是我国的北斗卫星、美国的全球定位系统GPS、俄罗斯的GLONASS系统,还是欧洲的GALILEO系统,都只解决了室外定位问题,而室内定位仍然是空白,与之相对应的事实是,日常生活中大多数人80%的时间都在室内,这就意味着我们大多数时间都享受不到定位服务。邓中亮找到了位置服务这个“弯道超车”的路径。

   我国广域室内外网络与位置服务走在国际前列

  “物有甘苦,尝之者识;道有夷险,履之者知。”任何事物只有尝试过才会知道;天下道路只有自己走过才会明白。想法付诸实践需要巨大的努力,卫星导航定位在户外可能精准,但室内因为有墙体等遮挡物以及定位信号强度变弱等影响,有时会接收不到信号,导致无法定位。专建地面室内定位系统成本高;WIFI和蓝牙等视距范围局域定位系统布设密度大,一个大城市需数百万个设备,运维难。传统移动通信与广播网室内外定位成本低、覆盖广。但复杂建筑结构对无线信号传输形成了多重干扰,非视线传播与多径现象严重,存在信号覆盖局限性、测量不确定性、异质异构融合、稀疏表征和海量定位实时性等瓶颈,基站到终端非视线范围距离测量误差大,全球2G/3G/4G网室内定位精度普遍在“百米”量级。

  在困难面前,邓中亮带领自己的团队,一步步地攻坚克难。团队的主攻方向为位置与网络服务,攻克了通信网室内“米级”三维定位国际难题,提出了共频带通信网增强定位理论方法与架构,在星地一体的导航通信融合理论方法和信号体制、复杂环境精确测量、异构信息融合、空间信息建模、视觉导航等基础理论与关键技术方面取得了重大突破。利用上述技术,大幅增强移动通信网的定位能力,实现了“厘米级”伪距测量精度,在通信网覆盖范围内,可实现广域定位室内外精度1—3米,垂直1米,比国外公开精度高5—10倍。建设完成了世界上第一个、我国首个地面导航平台(羲和计划),依托现有的通信网络和卫星导航,实现了泛在的室内外无缝隙高精度的定位与导航。创新了移动通信、广播、无线网和卫星导航等多资源融合高精度定位技术,为构建我国空天地导航服务新体系探索了一条投入少、见效快的建设之路。

  “位置服务”(LBS)是通过移动通信网与卫星定位系统融合的定位技术获得移动终端位置,并提供给用户,实现各种与位置相关的新型服务业务,这已成为现代物流、公共服务、社会安全重要技术手段,更是支撑经济和社会发展的重要基础。精准位置服务在应急救援、车辆导航、反恐维稳、特殊人群关爱等领域越来越重要,新型位置服务技术已成为我国发展战略新兴产业的重大需求,也成为了国际科技经济竞争焦点。

  为此,科技部实施“羲和”导航与位置服务重大专项及发改委卫星导航中长期规划明确要求,开展对位置服务的关键技术进行攻关。在“863”、“973”等十多个国家重大项目支持下,邓中亮带领团队开展了以广域高精度室内外位置服务、网络服务技术的深入研究与应用,产学研相结合,突破了多项关键技术,形成了技术专利簇群,研制了系列专用装备。团队以完成国家“羲和”战略计划为己任,以广域室内外无缝定位技术及共性服务平台技术为研究重点,培养与凝聚了一支从事位置与网络服务研究的稳定队伍,形成了“精益求精,锐意进取,优势互补”的科学团队文化,取得了一系列具有国际领先水平的成果,使我国广域室内外网络与位置服务走在国际前列,为现代服务平台研究做出了重大贡献。

  培养和促进团队的创新能力

  邓中亮教授及团队通过科技原理的创新,对定位导航关键技术的创新,对创建现代室内感知位置服务行业的创新(交通枢纽、大型场馆、安全维稳等),增加了社会保障功能,丰富了信息社会内容,必将有利地推动“互联网+”经济发展。

  目前,邓中亮教授团队按照四个研究方向建设,包括定位与导航技术、异构融合无缝隙定位技术、多媒体通信与复杂数据融合位置服务等。通过国家“羲和”计划,团队培养了一批国家、部委和行业的专家和优秀中青年科技工作者。既有863计划项目首席专家、国家科技进步奖获得者,也有全国十大科技创新人物、教育部新世纪优秀人才、北京市科技新星、电子学会全国十佳优秀科技工作者等。

  团队的建设主要按照任务,采取独立建设、联合参与和重点支援的方式,共建了一批国家重点实验室和研究中心,构建起中国自主研究室内定位导航的技术平台。随着羲和平台的建设,室内定位导航设施设备出口到多个国家和地区。团队率生产企业与多个国际机构共建了研究中心,推动了学术合作,推广了室内导航技术应用。目前,全球设立多个培训中心,培养专业人才1000多名。先后承担国家重大重点专项任务30余项,逐步建立起我国从无到有的室内导航科学技术体系。

  为了积极推进科技创新,团队按照“资源共享、基金扶持、复合培养、促进创新”的原则,采取了院校和企业资源共享,专项基金扶持创新,人才引进复合培养等措施,提高了团队素质和导航技术研究能力。团队还采取“创造条件,坚持交流,联合攻坚、促进创新”的方式,与国际知名权威机构和学术会议建立了稳定的交流机制,并在产学研的主要环节建立了成果共享制度,培养和促进了团队的创新能力。

   关键技术取得显著经济和社会效益

  多年来,邓中亮教授带领团队开展了广泛产学研合作、社会服务和公益活动,促使位置与信息服务技术在科研和国民经济中得到开拓及应用,有效推动了我国现代服务业的发展,取得了显著的经济和社会效益。

  1. 提出星地融合广域高精度位置服务关键技术,大幅提升了室内定位精度广域高精度室内外定位。

  2. 针对流媒体服务技术进行攻关,解决了异构网络下大数据与流媒体的高质量传输的国际难题。

  3. 在国内首次建立了现代服务业共性服务平台,引领共性服务平台技术发展方向。

  4. 实现了网络与位置服务平台产品及产业化,市场覆盖全球。

  发明了导航信号与通信信号、广播电视信号、近距离无线信号的融合方式、 发明了导航与通信相融合的技术体制、发明了异构网络无缝隙系列技术、发明了多址自主编码、全源动态控制、非视距镜像补偿等关键技术,发明了建筑空间导航规避方法,发明了位置信息一体化融合模式,发明了位置侦测流媒体系统,创建了国家室内外一体化地面导航平台……

  获得授权发明专利百余项,软件著作权45项,涉及技术体制、网络定位、精度控制、产品发明等方面;制定国际、国家、行业和企业标准32项;出版专著5部,发表论文300多篇,SCI/EI收录上百篇。被引用近千次。

  邓中亮教授带领团队先后获得了国家科技进步二等奖2项、中国电子学会科技一等奖2项、中国通信学会科技一等奖2项、中国产学研合作创新奖2项、中国服务业科技特等奖1项。IEC国际工程联盟创新奖、SOFNET高端论坛奖、澳洲电信亚太通信科技奖各一项。

  “羲和”的推广应用为社会带来巨大效益

  正是严谨创新的科学态度,将北斗、移动通信、广播电视等网络增强,成为室内高精度导航的复合式网络,在“十二五”期间,邓中亮团队建设完成了我国首个地面室内外导航平台(羲和计划),实现了室内外无缝隙、室内高精度的定位与导航。团队的室内高精度定位和导航能力处于国际第一梯队前列。团队带头人邓中亮2014年被中国科学院、中国工程院、中国科协等评为 “全国十大科技创新人物”。

  在2014年5月南京召开的第五届中国卫星导航学术年会上,邓中亮教授表示,可实现室内外无缝高精度定位的“羲和系统”,已在多个城市等十多个城市测试、示范,计划于2020年前实现对国内城市的广域覆盖。

  应该说,“羲和”系统的诞生开启了室内外高精度定位导航新时代。该系统以北斗全球卫星导航系统、移动通信、互联网和卫星通信系统为基础,融合了广域实时精密定位和室内定位等技术,可以实现室内外协同实时精密定位。它与北斗系统的衔接,将加速推动北斗的应用与产业化进程,有力促进中国位置服务平台的推广和应用。

  当前,“羲和”系统已经具备室外亚米级、城市室内优于3米的无缝定位导航能力。而国外室内定位的最大精度仍停留在三四十米左右。值得一提的是,“羲和”系统的研发不仅仅只是形成了几百项自主知识产权,相关研究还拉动了从芯片到终端、从基站到网络、从运营到服务的整个互联网产业链的发展。

  面对成就,邓中亮教授及团队更看重的是未来“羲和”的推广应用与其所带来的社会辐射效应。目前,“羲和”系统应用推广和试点工作正在有条不紊地逐步推进。羲和研究成果为我国室内导航产业提供了重要的技术支撑,促进了相关产业的发展:系列导航设备已出口20个国家和地区,形成了具有上万亿市场的巨大发展空间;目前,全国22个机场使用室内导航系统,首都机场通过资源图形化、安全监测、位置调度等服务,大幅降低了事故率,旅客满意度排名全球第二;全国多个城市上千所大型场馆实现了消防救援、客流管理、精准营销等现代位置服务。得益于“羲和”系统的先进性,百度地图、高德、智慧图等企业已先后与邓中亮所带领的研究团队展开合作。欧洲、东南亚的国家也纷纷抛出合作意向。

  按照下一步规划,2015年底前,我国将在10个城市、3个行业开展“羲和”系统示范工程建设,并逐步向全国推广,力争在2020年实现“百城亿户”的应用推广目标。

  而今,中国已成为全球电子产品消费与生产大国。在邓中亮教授看来,必须重视科技创新推动和引领未来发展。近十多年来,国家高度重视科技创新,对科研的投入力度持续加大,在不断培养本土人才、吸引优秀海外人才、推动科技创新、攻克科技难题等方面取得了突飞猛进的发展。为此,邓中亮教授很有信心,我国拥有世界上最大的手机用户群和最多的基站,未来中国市场将是北斗系统的建设和发展的最大支撑。但他也清醒地认识到,中国的北斗要成为全世界的“北斗”,除了政策支持,还必须建构技术和产业方面的支持服务体系,创新应用服务与商业模式,带动产业链全面发展。他表示,我国必须提前部署,推动国内导航系统标准化建设。同时,用标准化引导产业市场的部署,进一步带动新一轮的产业变革与“洗牌”。

  “浩渺行无极,扬帆但信风”。应该说,邓中亮教授带领团队创立了新兴导航学科,提出了建筑空间导航工程概念,构建了建筑空间导航理论框架,确立了主要研究方向,取得了一批重要研究成果,填补了国际上室内定位导航有关空白,提升了我国导航产业应用竞争能力,取得了重大的社会和经济效益。

  谈到今后的发展方向,邓中亮教授信心满满,他表示,这支网络与位置服务创新团队,将坚持履行使命任务,深化新原理、新技术、新业态创新,积极为国家“一带一路”、城镇化、“互联网+”发展战略,以及国防建设提供服务;坚持异构网络高度融合室内导航研究方向,力争实现高度融合的无障碍导航。

  在邓中亮教授眼里,位置服务不仅极大地改变了人们的生活,并且正在改变世界,必将演绎精彩的未来。(夏军)

热图一览

  • 股票名称 最新价 涨跌幅