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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）

寻找博物馆里的“兔文化”******

　　走进沈阳博物馆一楼大厅，就能看到“百兔图”。这100幅兔子形象的画，是由100位小朋友在“寻找国宝里的小兔子”文化专场活动中画的。沈阳博物馆社教部主任姜欢表示，博物馆通过举办系列活动，营造浓浓的新春氛围，同时普及生肖文化、传播生肖故事，让孩子们在趣味活动中感受中国传统文化的独特魅力。

　　百名小朋友，共绘“百兔图”

　　“寻找国宝里的小兔子”系列活动，是沈阳博物馆在兔年春节来临之际精心策划的，通过“送福、画兔、寻宝”等丰富多彩、年味十足的文化活动，让观众享受博物馆送去的“文物新春礼”。其中，“沈博邀您画兔”是专门为全市青少年学生打造的文化专场，1月11日至15日每天一场，通过多个活动环节，带孩子们了解家乡沈阳的历史文化，感受城市博物馆的文化魅力。该活动一经推出，便受到观众们的喜爱，报名异常火爆。

　　活动中，中小学生在社教老师的带领下，开启“兔年讲兔、共绘百兔、穿越寻兔”之旅。目前摆放在博物馆一楼的“百兔图”，就是孩子们在活动现场绘制的。“在社教老师发问、孩子们举手参与的过程中，《嫦娥奔月》、兔年生肖等故事都会深入孩子们心中。大家凭借着自己的想象，画出了属于这个春节的兔子。”姜欢说，将这些画放在馆内展示，也是为了激励孩子们积极走进博物馆。

　　穿越千年，寻找文物上的小兔子

　　“寻找国宝里的小兔子”系列活动中的“重头戏”，自然就是“穿越寻兔”了。活动中，孩子们一边听社教老师的讲解，一边认真欣赏每一件文物。

　　“找到了，找到了！”在五场文化专场活动中，姜欢最喜欢听到孩子们找到“小兔子”时欢欣鼓舞的声音。这个兔子的形象，出现在沈阳博物馆的“镇馆之宝”之一——辽代白釉黑彩梅瓶上。据了解，每场活动大约有30组家庭，孩子们找到兔子后，会非常激动地告诉社教老师，其余孩子也会一起围过来仔细欣赏，他们的眼神里充满了求知欲，讲解员也会借机将这件文物的“前世今生”细细讲给孩子们听。“策划这个活动，就是希望在春节前搭建亲子互动平台，让沈阳博物馆能够成为青少年群体的研学阵地。”姜欢说，这个活动得到了家长们的认可，很多家长认为在兔年春节前举办活动很有意义。

　　创新活动形式，让文物活起来

　　白釉黑彩梅瓶出土于沈阳康平张家窑林场长白山4号墓，造型古朴。瓶身通体施白釉，以黑彩绘有包括兔子在内的五只动物，并按照真实比例分布。其中，鹿、羊和两只狗体积较大，均匀绘在梅瓶的四个面，两只狗的位置相对，中间以鹿和羊相隔，在瓶身上形成了狗追鹿、狗追羊的场景。

　　活动中寻找的小兔子，位于梅花鹿下方。梅瓶上的兔子形象灵动，四条腿壮硕有力，好像正要跃起，后方还绘有草叶纹的图案。兔子与其余四只动物以同一方向奔跑的姿态呈现，整个绘画手法写实而生动。

　　这件白釉黑彩梅瓶具有极高的历史价值、艺术价值和文化价值，是沈阳厚重历史与多元文化的重要代表器物之一。“在兔年春节到来之际，我们以这只小兔子为活动策划的灵感，将博物馆的社会教育职能与千年前的文物相结合，守正创新，让文物活起来！”姜欢说。

　　沈阳日报、沈报全媒体记者 刘海搏

　　(《沈阳日报》 2023年01月19日  12版)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）