向上突围的河北丨世界首创！雄安地下导航技术“炼成记”

　　长城网·冀云客户端记者 许艳艳 康紫祎 郭晶璇

　　“预计再有几个星期，我们研发的‘北斗+室分地下空间导航’就能在雄安行App上线试运行。”7月底，记者在雄安空天信息研究院见到路兆铭时，他正紧盯着屏幕上的地下导航系统后台，和团队成员一起，针对存在问题做最后的调试。

　　路兆铭是北京邮电大学信息与通信工程学院教授，不久前，他以雄安大规模地下空间为主要场景，主导研发的“北斗+室分地下空间导航”在雄安场景汇超大规模地下空间定位导航技术赛道中夺冠。

　　回忆起这项技术从0到1的突破，路兆铭记忆犹新。

　　“北斗+室分”为地下导航提供新思路

　　2019年，一通从雄安新区数字交通实验室打给路兆铭的电话，改变了他的职业轨迹。

　　雄安新区规划之初就提出要建设“地下一座城”，其中包括地下综合管廊约380公里、地下停车场超2200万平方米。2019年，雄安新区从以规划为中心向以建设为中心转换。大规模地下空间的施工建设也让地下导航成了一个亟须解决的问题。

　　当时，市面上的导航软件都是通过卫星导航定位系统来获取用户位置信息，但在地下空间，由于建筑物和地表的遮挡，卫星定位信号无法覆盖，导航用起来并不灵光。想必车主都经历过这样的“无助时刻”——在地下停车场，要么找不到离目的地最近的车位，要么办完事返回却找不到停车的位置。

　　地下导航软件实测现场。长城网·冀云客户端记者 康紫祎 摄

　　雄安新区数字交通实验室在全国范围内寻找了十几家项目组，希望他们参与地下导航技术的研发。其中不乏名校、企业、科研机构。路兆铭团队正是其中之一。

　　想要攻克地下导航技术，有多难？

　　当时，十几家项目组都曾在雄安研究数月，最后都无功而返。

　　“那段时间，我们每天都在头脑风暴，但几乎没什么突破。”路兆铭回忆。

　　在地库部署蓝牙点位信标，建设成本高；在室内增设北斗导航基站，设备费高昂；采用Wi-Fi定位，不仅要部署Wi-Fi接入点，还得投资新建一套网络……

　　“想过放弃吗？”记者问道。

　　“随着新建城市对地下空间的充分利用，地下精准导航成为必须解决的问题，总得有人做。”路兆铭回答。

　　经历了半年多的推翻、重建，在一次讨论会上，“借用已有的通信设施——5G室内分布系统”方案的提出，让事情有了转机。

　　把北斗信号接收下来，再借助长相类似“小蘑菇头”的室内分布系统转发出去。一席话，让团队拨开重重迷雾，终于找到了攻克难题的“钥匙”。

　　从雄安走出的“世界首创”

　　从产生想法，到想法可行，中间还需要进行大量的理论推导及实验验证。

　　2020年夏，路兆铭带领团队先在北京邮电大学搭建实验室场景，一搭就是半年。

　　记者在北京邮电大学教学三号楼6楼看到，楼道上方的天花板，密密麻麻布满了各种线。“我们通过控制变量，不断调整实验室环境，去验证能对结果产生影响的各种因素，这本身就非常耗时。”路兆铭说。

　　团队成员在雄安新区地下停车场进行测试。长城网·冀云客户端记者 康紫祎 摄

　　团队成员在实验室计算得到北斗信号汇入5G室内分布系统所需的滤波和功率参数，再通过宽频多路信号的共享链路传输，成功将信号引入地下。

　　一年后，研发转入现场测试阶段，路兆铭带领团队来到雄安新区容东片区。那时，容东片区还在施工，路兆铭带着团队完成了地下实验后，常常需要花费大量时间寻找返回地面的出口。这样的经历，让他再次下定决心将地下导航技术落地应用。

　　而随着测试的深入，更多问题需要解决。

　　比如，如何不断提高北斗地下定位的精度，如何解决手机终端的兼容性……

　　“最忙的时候，每天熬到半夜一两点都是常事。”团队成员初星河介绍，整个项目团队也从最初的3人扩展到现在的40人，多数为90后。“在地下测完信号，我们常常席地而坐，寻找bug，解决bug，再迅速进行新一轮测试。”

　　为了一个共同的目标，团队夜以继日进行研究。终于，他们研发出拥有核心知识产权的北斗室内分布单元，这项技术也是世界首创。北斗室内分布单元和原先就有的室分天线、合路器、5G室内分布单元共同构成了地下导航系统运行的核心，建设成本只有传统地下导航技术的一半。

　　如今，这项技术在雄安地下示范应用已达到150万平方米，定位精度可达到2米。

　　“让雄安创新的种子遍地开花”

　　“除了常见的消费场景下的应用，我们研发的这项技术还能实现煤矿、综合管廊、高速隧道等多种工业场景安全生产应用……”

　　6月12日，雄安未来之城场景汇“北斗技术应用大赛场景打造和产业落地专场对接会”上，团队成员傅彬向台下观众介绍。

　　地下导航软件后台。长城网·冀云客户端记者 康紫祎 摄

　　傅彬告诉记者，这场对接会后，几家企业表示了合作意向，下一步他们打算继续深度对接。

　　雄安新区以雄安未来之城场景汇系列大赛成果落地转化为牵引，加快各类创新主体孵化培育，雄安新区科技产业新生态正在加速形成。

　　“一路走来，是雄安对创新技术的扶持，以及这里大规模的地下场景，为我们技术的测试与迭代升级提供了最好的试验场。”路兆铭透露，接下来，团队还将为技术赋能河北的高速隧道场景。“让技术从雄安延伸，让雄安创新的种子遍地开花。”