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)
《勇敢的翅膀》:人物成长与家国情怀同频共振******
作者:张德祥(中国文艺评论家协会副主席)
在湖南卫视播出的现实军旅剧《勇敢的翅膀》,给荧屏带来一种特殊的青春气息。作为国内首部以空军轰炸航空兵战斗生活为题材、以K型机改装为背景的长篇电视剧,该剧表现军人的故事,军人的风采,令人眼前一亮,视野大开。
在题材上将“军旅”与“成长”融合,是《勇敢的翅膀》的一大特色。作为轰炸机飞行员,肩负特殊使命。特殊使命需要特殊人才。特殊人才是怎样锻造出来的?该剧讲述新一代飞行员的成长过程。主人公秦朗个性强,不盲目随大溜,凡事要经过认真思考。这种性格在纪律严明的军队中显得有些不合群。由一开始被淘汰到成为优秀的轰炸机飞行员,他的成长经过了一系列磨炼。比如,秦朗为找专家违规开车,路上救人,却被误认为是撞人者。这是对他的一种“信任”考验,也是促使部队领导进一步认识他的过程。还有飞行中突发“特情”,他的女朋友谈小雅的“间谍”嫌疑等,在一次次考验中,他奠定了信任与忠诚的基石,练就了不为困难和挫折压倒的坚定意志,最终使坚强个性与纪律性达成一致,使坚定意志与忠诚信任达成一致,把个人才情融入军队的现代化建设之中。谈小雅的成长过程也是如此。她经历了诸多挫折,但初心不改,发挥技术特长,为提高轰炸机的电子对抗能力尽职尽责。可见,新一代青年人在部队的锻炼成长,不仅有先进的科技知识武装,更有思想品质和军人素质的锤炼,从而折射出我军新时代现代化建设的风貌。
围绕男女主人公的成长过程,与主人公搭配工作的角色也是饶有趣味。作为机长,也是秦朗上级,丰雷作风正派、纪律严明,与秦朗多次发生冲突,甚至严厉训责。但严师出高徒,二人由开始的情绪对立,到真正相互了解彼此,终于找到了问题症结。丰雷为了解决秦朗“特情”处理上的问题,从心理入手,对症施策。而与丰雷形成鲜明对比的是电子对抗旅刘队长,作为谈小雅的上级,刘队长深谙部队规则,事事请示,时时请示,看起来遵守规则,实则是不担责任。谈小雅帮助功勋团侦查干扰电台,刘队长认为这不是我们的本职工作,也不符合工作程序。但当谈小雅的工作得到功勋团的肯定,收到感谢函,刘队长又因感谢函上没有自己的名字而恼羞成怒。这个形象很有典型价值和镜鉴意义,他最大的错误就是在其位而不担其责,没有创造性开展工作。同样都穿着军装,怎样才是优秀的军人,看的是格局、品质、境界。要飞翔,就必须有勇敢的翅膀。此外,剧中出场的其他人物如陈团长、叶教导员、杨政委、吴汉等,也都有血有肉,真实生动,体现了我军的军人风采和军民鱼水情。
“真实”也是观众网友评价《勇敢的翅膀》时的高频词,创作团队深入一线部队实地采访,从轰炸机航空兵的生活中汲取鲜活素材,创作过程历经6年。剧中不乏精彩作战演习场面,如低空飞行钻山谷、突破雷达监视实施临空轰炸、空中停车重大险情等。观众身临其境地跟随剧情走进军营,了解轰炸机航空兵这一群体的工作,直观感受改革强军取得的成就。可以说,《勇敢的翅膀》推动了军旅题材范畴细分深化,实现了创作边界的多向度探索。
军旅剧,带有军人的阳刚之气,能振奋士气民心,是民族精神的一种具象体现和审美升华。贯彻新时代党的强军思想,讲好新时代军旅故事,展现中国军人的风采,是文艺创作的题中应有之义。从这个角度看,电视剧《勇敢的翅膀》向当下观众传递敢为梦想拼搏担当、敢为使命奉献牺牲的军旅精神和中国军人积极进取、牺牲奉献的精神风貌,展现出军旅题材电视剧的强劲生命力,为今后军旅题材电视剧的创作提供了有益的思考。
《光明日报》( 2023年01月11日 15版)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)