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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）

立春：春意生发冰雪中******

　　立春：

　　春意生发冰雪中(解码二十四节气)

　　“二十四节气”是中国人通过观察太阳周年运动，认知一年中时令、气候、物候等方面变化规律所形成的知识体系和社会实践，2016年被列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。为了让海内外读者更好地了解二十四节气，本报即日起推出“解码二十四节气”栏目，介绍节气相关知识及历史文化内涵，阐释其中蕴含的中国智慧。

　　——编者

　　2月4日，北京冬奥会开幕，恰逢立春节气。开幕式上，二十四节气倒计时惊艳了世人，尽显中华文化的瑰丽与浪漫。在这场冰雪盛会中，昂扬奋进的奥运精神与温厚悠远的中国气韵交融互映，让人们感受到春意盎然、生机勃发。

　　中国古人顺天应时，依据天象、气候、物候的变化，将一年农耕的日子“网格化”，网格里的二十四节气，凝聚着中华民族经天纬地的伟大智慧。

　　立春为二十四节气之首，宣告着一年春耕夏耘、秋收冬藏的开始。在农耕时代，立春是庄重的节日，国家要举办祈求农事顺利的仪典。《礼记·月令》记载，立春之日，天子亲率三公九卿诸侯大夫，到东郊祭祀春神。回朝后，赏赐群臣，布德令以施惠兆民。打春牛，是与农耕相关的重要节俗。各地守土官率僚属，盛陈卤簿仪仗，抬芒神(春神句芒)、春牛(土制的牛)，杂以秧歌、龙灯、高跷、旱船等，迎春于东郊高地。带队长者鞭打春牛，春官诵曰：“一打风调雨顺，二打土肥地喧；三打三阳开泰，四打四季平安；五打五谷丰登，六打六合同春；七打七星高照，八打八节康宁；九打九九归一，十打天下太平。”鞭毕，抬春牛沿地垄缓缓前移，行120步(象征一年十二月)，将春牛放置垄顶，守土官执镐向正南“农祥星”方向奋臂刨土，以示农事开始。春牛打碎之后，人们争抢牛头，谓之抢春；又抢春牛腹中糖果，以为一岁的甜蜜。将春牛之土洒于牛圈内，以期牛畜繁衍兴旺。

　　“东风吹散梅梢雪，一夜挽回天下春。”立春之际，人们开展多姿多彩的迎春活动，如送春帖、贴春条、戴彩胜等。文人书写文字工丽的春帖子，相互赠送。北宋欧阳修写有春帖子词二十首，其一曰：“气候三阳始，勾萌万物新。雷声初发号，天下已知春。”民间则在炕头贴春条：“春天春日春水流，春草地上放春牛，春花开在春园内，春鸟喜落春树头。”女子用彩色绢或纸剪成小幡、燕、蝶、花朵等形状，戴于头上，以示迎春，统称“彩胜”。

　　咬春亦是历史悠久的民间习俗，在立春这天咬食春盘、春饼、萝卜等，有养生之效。宋《岁时广记》引唐《四时宝镜》云：“立春日食萝菔、春饼、生菜，号春盘。”据传，春盘源自汉魏的“五辛盘”，即在盘中盛上五种带有辛辣味的蔬菜，作为凉菜食用。李时珍《本草纲目》解释说：“五辛菜，乃元日、立春以葱、蒜、韭、蓼蒿、芥，辛嫩之菜杂和食之，取迎新之意。”食之有调节气血、发散邪气的作用。春饼是用面粉烙制的薄饼，常裹卷萝卜细丝和其他辛味蔬菜共食。清代《燕京岁时记》云：“是日，富家多食春饼，妇女等多买萝卜而食之，曰‘咬春’。谓可以却春困也。”

　　“春，蠢也，动而生也。”立春之后，虽然天地间寒意未消，但在冰雪之下，蛰虫逐渐苏醒，鱼儿浮上水面，生机悄然萌发。

　　一年之计在于春。春回大地时，开启新一年的奋斗，种下新一年的希望，将追梦的足迹，印满欣欣向荣的中国。

　　(施立学为吉林省民俗学会理事长，宋佳佳为吉林艺术学院硕士研究生)

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）