北邮邓中亮:深度融合5G+北斗,实现高精准定位

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发布时间:2023-08-10

   如今,万物互联时代,物与物、物与人、人与人之间需要实现更多的互联。在如此复杂多变的环境中,定位技术面临着着更多挑战和需求,需要不断的创新和改。唯有如此,才能满足未来智能交通、无人驾驶和工业互联网等领域的高精度定位导航要求,实现全时空、全时域、全空域、高精度、高鲁棒的普适定位导航的目标。

“在国家安全、经济建设和智慧社会等方面,都需要高精度的室内外定位导航,达到米级到亚米级的水平。”国际欧亚科学院院士、灾备技术国家工程实验室主任、北京邮电大学教授邓中亮如是说。

万物互联时代

 亟待解决高精度定位难题

作为高精度、高可信定位导航的主要开拓者和学术带头人,邓中亮从1996年就一直致力于无线通信网络和定位技术相关研究。然而邓中亮也承认,虽然相比之前,定位技术取得了很大的进步,但是当前复杂的环境下,在使用定位导航的过程中,仍然会遇到一系列挑战。

国际欧亚科学院院士、灾备技术国家工程实验室主任、北京邮电大学教授邓中亮

例如,在开阔空间情况下,设备可以接收到很多卫星信号,定位精准度就很高。但当设备在室内、高山、深谷等遮蔽和半遮蔽空间下,卫星定位导航无法实现精准的定位。这给定位导航系统带来了一系列新的问题:是否能像通信一样在任何地方都能进行高精度定位?

邓中亮表示:“通常情况下,卫星定位导航在开阔空间下能够达到米级左右的定位精度,但要满足车道级的定位导航需求,则需要通过地基增强或星基增强的方式,额外配备设施来提高卫星定位导航的精度,从而达到分米级、亚米级甚至厘米级、毫米级的定位精度。”

然而,无论采用何种增强方式,都必须在卫星定位导航能够正常定位的条件下进行增强。如果卫星信号都无法覆盖的区域,例如室内、地下室这种环境就无法进行增强,因为增强系统只能覆盖卫星信号覆盖的范围。

因此,室内外的定位导航技术都必须具备,才能满足不同场景下的精确定位需求。然而,遮蔽空间和半遮蔽空间的环境非常复杂,不但卫星信号往往无法到达,而且可能被阻挡或干扰,这就产生了技术与需求之间的矛盾。当前定位领域面临的问题是如何解决这种矛盾。

“5G+北斗深度融合

   让信号覆盖更全面

由于卫星定位信号强度相对较弱、易受遮挡等环境因素干扰,特别是在遮蔽半遮蔽空间中,难以在室内进行定位。针对这个问题,邓中亮及其团队提出了“5G+卫星”的“通导融合”思路。

邓中亮认为,可以将导航卫星这张网和无线通信这张网结合起来,以导航卫星为核心,再整合所有通信网资源,就可以形成一张用于定位服务的“天罗地网”,不再需要单独去建设室内定位网。通过将卫星定位系统与无线通信网相结合,就可以提供更加全面和智能的定位导航服务。

实际上,从“十一五”开始,我国科技部已启动“羲和计划”,旨在解决室内定位的问题。对于卫星信号在遮蔽和半遮蔽空间的无法覆盖的问题,由通信网络对此进行补充覆盖,从而实现室内外全时空的覆盖。作为“羲和”计划室内导航系统的主要负责人和学术带头人,邓中亮通过多年攻关,目前已经形成几百项自主知识产权和一系列关键技术。

如今,邓中亮立足国家综合PNT建设大局,带领团队开展了北斗+5G室内外无缝定位技术的研究,突破了异构系统融合定位难题,实现跨物理层的信号融合,使得天地一体定位精度进一步提高。邓中亮如是说:“5G+北斗的融合可以满足全覆盖、高精度需求,相互赋能,彼此增强。”

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