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)
新春走基层丨冰天雪地“冬”游热——甘肃文旅复苏一线见闻******
新华社兰州1月10日电题:冰天雪地“冬”游热——甘肃文旅复苏一线见闻
新华社记者郎兵兵、崔嘉琪、张智敏
峡谷绝壁冰瀑凝碧,高山雪道洁白闪耀,大城小镇冰雪盛会纷呈……入冬以来,甘肃各地冬季旅游持续升温,以赏冰玩雪为主题的周边游、短途游方兴未艾,众多旅游景区和滑雪场正在严寒中快步复苏。
这是官鹅沟景区冰瀑景观。新华社记者 张智敏 摄
隆冬时节,走进位于陇南市宕昌县的官鹅沟景区,夏日碧波荡漾的湖泊换上了蔚蓝色的“冰装”,悬崖峭壁上奔流不息的瀑布凝结成了壮观的冰瀑、冰挂,令游客赞叹不已,他们纷纷掏出手机拍照打卡,收藏这份难得一见的冰雪奇缘。
“听朋友说官鹅沟冬天特别美,还可以看冰瀑,所以周末特意赶过来玩。”1月8日,来自重庆的游客张易说。除了自然风光,景区内还设置了趣味滑雪项目供游客免费体验,眼前处处是欢声笑语的景象。
官鹅沟景区管理委员会主任罗刚介绍,今年官鹅沟景区特意打造了雪雕观赏、滑雪运动、冰雪旅游摄影比赛等活动,吸引周边市县及本地游客观光游玩。
这是第五届“相约乌鞘岭·冰雪嘉年华”冰雪艺术节启动仪式现场。天祝县融媒体中心供图
1月8日,第五届“相约乌鞘岭·冰雪嘉年华”冰雪艺术节启动仪式在武威市天祝藏族自治县的乌鞘岭国际滑雪场举行。在活动现场,藏族姑娘们跳起欢快的锅庄舞,专业选手从海拔近2800米的高山翩然滑下,在洁白闪耀的雪道上留下优美弧线,让游客连连叫好。在游玩区域内,有双板滑雪、雪圈、儿童雪地摩托车等多种娱乐项目,大人小孩都能参与,其乐融融。
“我是第一次学单板,在教练的指导下,很快就入门了。”酒泉市游客陆星毓说,现场十分热闹,这次旅游总体体验非常好。
甘肃兰神国际旅行社董事长裴建宏说,近期甘肃多个市州都在举行冰雪文化旅游节,积极推介冰雪旅游项目产品,现场客流量都很可观,随着春节临近,返乡人员增多,冰雪旅游消费有望迎来一波小高潮。
1月1日,游客在岷县牧马滩首届冰雪旅游节上参观游览。岷县融媒体中心供图
不仅城市周边和景区里的冰雪盛会热火朝天,一些县区通过发掘冰雪资源举办冰雪旅游节也渐成时尚。1月1日,定西市岷县牧马滩首届冰雪旅游节开幕式在麻子川镇举行,冰雕城堡、彩色花灯及滑雪道等将昔日牧马滩装扮成了一座冬日童话小镇,当地人们竞相前来参加这场家门口的冰雪盛会。
甘肃省文化和旅游厅厅长陈卫中介绍,甘肃策划推出了一批具有地方特色的冰雪、温泉、生态、乡村、体育、康养、民俗等冬春季旅游优质产品,满足群众冬春季出游需求。同时也大幅释放政策优惠,敦煌莫高窟、张掖七彩丹霞、平凉崆峒山等330多家景区推行景区门票减免优惠政策和免门票开放,占全省A级旅游景区总数的85%。
统计数据显示,今年元旦假日期间,甘肃共接待游客242.5万人次,实现旅游收入11.6亿元,全省旅游呈现出强劲的回暖复苏态势。
(文图:赵筱尘 巫邓炎)