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)
国潮才是最潮!中外学者剖析东西文化吸引力之变******
中新网北京1月10日电 (记者 阚枫)“国潮才是最潮,华流才是顶流”,这句中国年轻人常挂嘴边的网络流行语能折射出,近些年来,东西方文化吸引力的悄然变化。日前,来自中国和伊朗的学者在中新社“东西问·中外对话”中,剖析了东西方文明交往中,东方文化的自信回归。
“我年轻的时候,还能听到很多老年人将煤油叫洋油,火柴叫洋火,‘洋’字代表了一种我们说不出的洋气感,这其实就是文化吸引力。”中国社科院学部委员、中国边疆研究所所长邢广程说。
邢广程表示,不同文明之间的交流交往,必然会产生文化撞击,强势文化对弱势文明构成吸引力,近代史上的中国长期闭关锁国,文明进程落后于世界。一方面,国民产生了一种不自信或者很自卑的文化心理。另一方面,也有部分国人出现崇洋媚外的文化心理,“土”和“洋”之间形成强烈心理反差。
文化心理变化源于发展水平提升。邢广程说,新中国成立之后,特别是改革开放40多年来,中国把握住历史机遇,实行全方位的改革开放,中国不仅在经济水平上获得长足发展,在科技、文化等方面都取得令世界刮目相看的成就,随着国人更深度地融入世界,人们对西方的认识也更深入、更客观。
“现在我们常说‘平视世界’,从文化角度解释,就是我们可以更客观地将西方文化作为一种和我们平等交流的文明载体来看待,东西文化吸引力不是单向的,而是双向、多向的。”
邢广程说,从过去的“仰视”到如今的“平视”,支撑这种心态变化的最主要因素就是中国崛起,40多年来,中国尝到了改革开放的甜头,尝到了全球化的甜头,尝到了文明互鉴的甜头,开放的大门会越开越大,而文化自信的程度越高,中国也更有理由也有义务为人类文明做出更多中国贡献。
西南大学伊朗研究中心主任冀开运表示,近500年来,西方殖民主义者在全球范围内侵略剥削,不少古老文明备受压制,不过,这一过程客观上也促进了全球化时代的来临。近代以来,中华民族觉醒,主动积极地学习世界先进文化成果,结合自身文化特征,探寻到适合自身发展的现代化道路,这个过程本身也说明了中华文明开放包容的特质。
长期从事东方艺术研究的伊朗艺术研究院助理教授、东方部主任纳思霖表示,强调保护自己的文化、语言和文明,但这不意味着封闭,不同文明之间应在互相尊重的前提下密切交往。
“文化自信的回归是个很好的提法,其实,我们现在常说的美国文化,历史不是很长,只有几百年,甚至都无法称之为文化。中国、伊朗都有几千年深厚的文明积淀,应该让更多年轻人了解东方文化。”纳思霖说,现在的东方应该更有自信将更多东方文化用创新的形式传播到其他国家,促进世界文化交流。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)