巧借5G设施，将北斗导航延伸至地下

在雄安新区融东区的地下停车场，看不到复杂的线路，很多设备都藏在专门的机房里机房的墙上有三个小盒子，分别是合路器，北斗卫星导航室内分配单元和运营商的5G基站在这里，一条线连接到楼顶，获取北斗等卫星的定位信号，一室支线连接几个小蘑菇头，实现地下停车场信号无缝覆盖

在复杂的迷宫地下停车场，开车找不到自己的车或者找不到出口，是人们经常遇到的一件尴尬又麻烦的事情。

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，精准的室内导航技术正在改变这种局面利用雄安新区5G+北斗技术，低成本快速实现区域地下空间的精确定位导航即使在地下停车场，智能定位导航系统也能随时告知用户具体位置和下一步要去哪里，让地下交通更加便捷高效

针对井下精确定位和导航的问题

人们的亲身体验是，在室内，尤其是地下的开阔空间，定位导航服务远不如地面上的精确和连续北京邮电大学信息与通信工程学院副教授陆兆明在接受科技日报记者采访时直言:目前的室内定位技术已经解决了‘有无’定位服务的问题，但还没有解决‘保障服务质量’的问题

目前，雄安新区一座地下城已初具规模除了共同沟这种高标准建设，埋在地下的城市，城市的地下停车场面积也很大

比如雄安新区第一个集中建成区的融东区，很多小区，楼盘的地下停车场都是连通的在规模庞大的地下空间，会有大量的人，车，货流动，刚进去很容易迷路如何实现精确定位和导航，成为雄安新区地下城建设中的难题

2022年，国家重点R&D计划设立交通基础设施专项，在5G通信和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与应用项目牵头单位，启动5G+北斗地下空间组合定位导航研究。

作为上述项目的负责人，陆兆明告诉记者，为了解决地下精确定位无法实现的问题，5G+北斗地下空间组合定位导航课题组在立项时就设定了三个层次的目标:高精度车辆定位导航，亚米级人员定位导航，地下与地面一体化无缝定位。

项目建成后，在雄安新区超大型地下停车场实现这三个目标的示范应用，对我们来说是一个很大的挑战陆兆明说

北斗卫星信号实现井下精确导航。

手机在室内有信号，不是靠外面的铁塔基站，而是靠室内的分布系统陆兆明告诉记者，这个系统并不神秘，就是人们经常在走廊或者门口看到的那种小蘑菇头

在雄安新区融东区地下停车场，记者环顾四周，看不到复杂的线路，大量设备藏在专用机房里机房的墙上有三个小盒子，分别是合路器，北斗卫星导航室内分配单元和运营商的5G基站在这里，一条线连接到楼顶，获取北斗等卫星的定位信号，一室支线连接几个小蘑菇头，实现地下停车场信号无缝覆盖

现代建筑多为钢筋混凝土结构，室外信号被墙壁屏蔽，需要室内分布系统覆盖所有信号尤其是2018年，工信部要求5G室内信号共建共享，运营商将所有信号混合到中国铁塔股份有限公司提供的关键设备——合路器中，通过这种方式，运营商标准的5G室内信号被合路器分散到每个小蘑菇头，实现信号放大

陆兆明研究团队成员就地取材，利用现有的4G/5G室内分布系统，在5G基础设施上混搭北斗卫星导航信号在不重建基础设施的情况下，仅通过简单的加法，将北斗信号混合成5G信号，构建了精确的地下定位导航系统

看似简单的操作，靠的是融合定位算法的创新我们团队创新性地提出了基于信号SLAM架构的‘5G+北斗联合定位算法’，实现了时空信息的融合，使室内分布系统支持地下1m精度的定位导航陆兆明说

理论上，要定位空间中的一个物体，至少需要三次观测，观测次数越多，定位越准确比如一辆车旁边站着10个人，每个人眼中的车的位置是一个观测值，那么当这10个观测值全部整合后，车辆定位会更准确陆兆明表示，5G+北斗组合定位算法是融合北斗卫星导航信号，5G信号，加速度计等多源位置观测信息，精确计算车辆当前位置

除了创新的定位算法，陆兆明的研究团队还在算法在实际场景中的应用和优化方面做了大量工作技术成型后，2021年初，陆兆明研究团队首次在北京邮电大学校园建筑环境中对算法和技术进行了验证当年6月，在雄安新区融东区星秋苑地下停车场设立试点，开展为期一年的驻场技术研发和创新在此期间，陆兆明的研究团队解决了三四十种问题，如异形路段，地对地定位和导航连接等，使得井下定位导航系统越来越适用于特定的场景

向更多地下停车场发送导航服务。

伴随着大规模的推广和示范，地下定位导航系统已覆盖榕东地区20多万平方米的地下停车场。

借助5G+北斗定位导航技术，雄安新区可实现停车场人员和车辆的精确位置导航陆兆明告诉记者，这项技术还可以集成到百度地图，高德地图，雄安行等应用中，用户可以通过手机实现精准定位和导航

陆兆明研究团队在榕东地区地下停车场的测试结果表明，他们研发的地下定位导航系统室内导航定位精度在2米左右，可以实现寻找停车位等功能据测算，与之前的技术方案相比，这种完全自主知识产权的技术方案可以节省整个建设成本50%以上

现在，不仅是榕东区，榕西区和启东区的地下空间都将推广使用这种地下定位导航系统陆兆明表示，作为雄安新区示范应用的创新技术，这种地下定位导航方案未来有望推广到医院，商业综合体，地下矿区，航站楼等地上与地面一体化的复杂场景

雄安新区为技术创新提供了现实需求，也为创新技术的应用提供了优秀的验证平台陆兆明表示，借助雄安新区先进的设计理念和丰富完整的场景需求，论文中隐藏的新技术，新方法得到了转化和应用

未来，井下精确定位导航技术将在河南，福建，广东等地不断推广陆兆明希望将精确定位和导航服务送到更多的地下停车场