北郵鄧中亮：深度融合5G+北斗，實(shí)現(xiàn)高精準(zhǔn)定位

   如今，萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代，物與物、物與人、人與人之間需要實(shí)現(xiàn)更多的互聯(lián)。在如此復(fù)雜多變的環(huán)境中，定位技術(shù)面臨著著更多挑戰(zhàn)和需求，需要不斷的創(chuàng)新和改進(jìn)。唯有如此，才能滿足未來(lái)智能交通、無(wú)人駕駛和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的高精度定位導(dǎo)航要求，實(shí)現(xiàn)全時(shí)空、全時(shí)域、全空域、高精度、高魯棒的普適定位導(dǎo)航的目標(biāo)。

“在國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和智慧社會(huì)等方面，都需要高精度的室內(nèi)外定位導(dǎo)航，達(dá)到米級(jí)到亞米級(jí)的水平。”國(guó)際歐亞科學(xué)院院士、災(zāi)備技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室主任、北京郵電大學(xué)教授鄧中亮如是說(shuō)。

萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代

 亟待解決高精度定位難題

作為高精度、高可信定位導(dǎo)航的主要開(kāi)拓者和學(xué)術(shù)帶頭人，鄧中亮從1996年就一直致力于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)和定位技術(shù)相關(guān)研究。然而鄧中亮也承認(rèn)，雖然相比之前，定位技術(shù)取得了很大的進(jìn)步，但是當(dāng)前復(fù)雜的環(huán)境下，在使用定位導(dǎo)航的過(guò)程中，仍然會(huì)遇到一系列挑戰(zhàn)。

國(guó)際歐亞科學(xué)院院士、災(zāi)備技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室主任、北京郵電大學(xué)教授鄧中亮

例如，在開(kāi)闊空間情況下，設(shè)備可以接收到很多衛(wèi)星信號(hào)，定位精準(zhǔn)度就很高。但當(dāng)設(shè)備在室內(nèi)、高山、深谷等遮蔽和半遮蔽空間下，衛(wèi)星定位導(dǎo)航無(wú)法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的定位。這給定位導(dǎo)航系統(tǒng)帶來(lái)了一系列新的問(wèn)題：是否能像通信一樣在任何地方都能進(jìn)行高精度定位？

鄧中亮表示：“通常情況下，衛(wèi)星定位導(dǎo)航在開(kāi)闊空間下能夠達(dá)到米級(jí)左右的定位精度，但要滿足車道級(jí)的定位導(dǎo)航需求，則需要通過(guò)地基增強(qiáng)或星基增強(qiáng)的方式，額外配備設(shè)施來(lái)提高衛(wèi)星定位導(dǎo)航的精度，從而達(dá)到分米級(jí)、亞米級(jí)甚至厘米級(jí)、毫米級(jí)的定位精度。”

然而，無(wú)論采用何種增強(qiáng)方式，都必須在衛(wèi)星定位導(dǎo)航能夠正常定位的條件下進(jìn)行增強(qiáng)。如果衛(wèi)星信號(hào)都無(wú)法覆蓋的區(qū)域，例如室內(nèi)、地下室這種環(huán)境就無(wú)法進(jìn)行增強(qiáng)，因?yàn)樵鰪?qiáng)系統(tǒng)只能覆蓋衛(wèi)星信號(hào)覆蓋的范圍。

因此，室內(nèi)外的定位導(dǎo)航技術(shù)都必須具備，才能滿足不同場(chǎng)景下的精確定位需求。然而，遮蔽空間和半遮蔽空間的環(huán)境非常復(fù)雜，不但衛(wèi)星信號(hào)往往無(wú)法到達(dá)，而且可能被阻擋或干擾，這就產(chǎn)生了技術(shù)與需求之間的矛盾。當(dāng)前定位領(lǐng)域面臨的問(wèn)題是如何解決這種矛盾。

“5G+北斗深度融合

   讓信號(hào)覆蓋更全面

由于衛(wèi)星定位信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)較弱、易受遮擋等環(huán)境因素干擾，特別是在遮蔽半遮蔽空間中，難以在室內(nèi)進(jìn)行定位。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，鄧中亮及其團(tuán)隊(duì)提出了“5G+衛(wèi)星”的“通導(dǎo)融合”思路。

鄧中亮認(rèn)為，可以將導(dǎo)航衛(wèi)星這張網(wǎng)和無(wú)線通信這張網(wǎng)結(jié)合起來(lái)，以導(dǎo)航衛(wèi)星為核心，再整合所有通信網(wǎng)資源，就可以形成一張用于定位服務(wù)的“天羅地網(wǎng)”，不再需要單獨(dú)去建設(shè)室內(nèi)定位網(wǎng)。通過(guò)將衛(wèi)星定位系統(tǒng)與無(wú)線通信網(wǎng)相結(jié)合，就可以提供更加全面和智能的定位導(dǎo)航服務(wù)。

實(shí)際上，從“十一五”開(kāi)始，我國(guó)科技部已啟動(dòng)“羲和計(jì)劃”，旨在解決室內(nèi)定位的問(wèn)題。對(duì)于衛(wèi)星信號(hào)在遮蔽和半遮蔽空間的無(wú)法覆蓋的問(wèn)題，由通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)此進(jìn)行補(bǔ)充覆蓋，從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外全時(shí)空的覆蓋。作為“羲和”計(jì)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，鄧中亮通過(guò)多年攻關(guān)，目前已經(jīng)形成幾百項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和一系列關(guān)鍵技術(shù)。

如今，鄧中亮立足國(guó)家綜合PNT建設(shè)大局，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了北斗+5G室內(nèi)外無(wú)縫定位技術(shù)的研究，突破了異構(gòu)系統(tǒng)融合定位難題，實(shí)現(xiàn)跨物理層的信號(hào)融合，使得天地一體定位精度進(jìn)一步提高。鄧中亮如是說(shuō)：“5G+北斗的融合可以滿足全覆蓋、高精度需求，相互賦能，彼此增強(qiáng)。”