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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）

地下工厂 地上花园******

　　园区雪景 金徽矿业旅游景区 供图

　　三季有花、四季常青，地下工厂、地上花园，这是很多游客参观甘肃徽县金徽矿业景区后的评价。近年来，该景区凭借自然地理优势和工业资源优势，以自然生态的良性循环为基础，以主题化、生态化、数字化、游乐化、情境化、动感化为设计手法，建造工业旅游景区，吸引大量游客前来旅游观光。近日，金徽矿业旅游景区被评为国家工业旅游示范基地，成为矿业开发、生态保护和文旅融合发展的典范。

　　冬天的金徽矿业被白雪覆盖，春夏之交的金徽矿业景区有劲松苍柏、鲜花迎宾……如果不是依山而建的厂房的提醒，游客很难想到自己正身处一座矿山。游客余先生选择夏天来这里参观学习，在它看来，金徽矿业旅游景区气候温润，生态良好，白天园区静谧美丽，虫鸣鸟叫声不绝于耳，夜晚灯光秀美，山色如画。

　　金徽矿业股份有限公司（以下简称“金徽股份”）是一家集铅、锌、银等矿产资源勘查、开采、加工、销售为一体的混合所有制矿山企业。金徽矿业旅游景区依托金徽股份郭家沟铅锌矿150万吨/年采选项目和绿色矿山建设而成。2019年，金徽股份成功入选国家级绿色矿山名录，被自然资源部评为国家级绿色矿山典范企业。

　　近年来，金徽股份践行“在保护中开发，在开发中保护”的理念，通过工程措施、生物措施，同步开展生态环境综合治理，坚持开展护林、种树、种草工作，实现矿区边开发边治理和绿化美化的全覆盖，让生态环境因资源开发而变得更加优美。

　　作为一家以矿业生产为主的上市企业，金徽股份在日常的生产建设中形成了矿井、尾矿库、主平硐等工业设施和景观，在生产中采用的机械化、自动化技术和作业模式，以及实物地质资料岩芯等，这些都是科普地质和工业技术知识的宝贵资源。

　　凭借良好的生态资源与工业文化资源，金徽股份逐步将整个矿业生产区域打造成一处特色鲜明的现代化工业旅游景区。

　　“我们严格按照国家4A级旅游景区标准要求，认真践行‘绿水青山就是金山银山’理念，在考察学习和借鉴先进经验的基础上，邀请景观设计单位对景区进行了规划设计，将其打造成一处以工业旅游和自然观光为主的特色旅游景区。”金徽股份董事长、总经理刘勇说。

　　为将工业资源很好地融入旅游，金徽股份建成了实物地质资料岩芯馆、展览馆，以及员工活动中心、生态停车场、培训中心和标准化的游客服务中心、游客购物中心、医务室、旅游厕所等。

　　“我们不仅在硬件设施上下功夫，还不断提升软件能力，为前来游玩参观的游客提供高质量的参观体验和服务，让游客通过金徽矿业这扇窗口了解工业资源的魅力。”刘勇说。

　　目前，金徽矿业旅游景区依托绿色矿山建设，建成了迎宾大道、迎宾瀑布、劲松迎客、矿工服务楼、磨浮车间、科技馆、音乐喷泉广场、红枫林、玫瑰园、朝凤亭、十里槐花长廊等景点。

　　“我们按照景观设计，建成了以工业旅游和自然观光为主，特色鲜明、科普性强的多条游览线路。全自动数字化磨浮车间、主平硐口、矿工服务楼、科技指挥中心等工业旅游项目，可让参观者全面了解矿业最新技术和控制水平。”刘勇介绍。

　　如今，游客到金徽矿业旅游景区游玩，不仅可以领略到景区玫瑰园、樱花大道等优美的自然生态风光，还可到实物地质资料岩芯馆观看完整保存的大量探矿岩芯，了解地质演变的科学知识；通过数字远程控制监控系统，观看工人在地下几百米辛勤劳作的工作画面；通过机械化作业，深入了解埋藏在井下亿万年的矿石模样；在标准化建设的5D影厅里，通过视觉、嗅觉、触觉等手段，体验深入地心的刺激和奇妙……游览下来，这一趟旅行就是内容丰富的科普之旅。

　　“地下工厂、地上花园”，坚持把矿区当景区来打造的金徽矿业是甘肃省绿色矿山发展的新标杆和新名片。如今，绿色矿山建设成效得到了多方认可，金徽矿业已成为政府、企业、高校等多方学习“绿色经验”的新基地。

　　“我们最大的特色就是在矿产资源开发过程中，尽可能减少对环境的扰动，将工业发展与生态文明建设、景区开发融合，努力发挥工厂变公园、矿山变景区的示范带动作用，推动区域旅游产业链长效发展，为推动矿业经济和区域经济社会高质量发展献出自己的力量。”刘勇说。（罗赟鹏 本报记者 张陇堂）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）