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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）

光明文化周末：泥墙小院记******

　　作者：梁衡

　　在大城市里住了50年的高楼，忽然怀念起当年在县城里住过的那个平房小院了。

　　河套农村通常是没有院子的，平地起房，门前堆放些生产、生活用品，就是一个家。苏东坡云：“此心安处是吾乡。”这里有间房子就是家。大约是因为原住民少，住户都是上几辈从内地走西口过来的，而最早的走西口是春去秋来，搭个窝棚，收几斗粮食就往回走。后来逐渐有人定居，但仍是流动性很大，向无砖墙瓦房。我在农村劳动时住的土房子，开门就是公路、农田，一片白云映蓝天，八百里河套在眼前。

　　后来到县城工作，有了机关宿舍。但也不过是在城边空地上修几排平房，不像北京的那种机关大院、部队大院。其善后的细节还得靠住户自己去完成，而我分到的房子又是最西边的一间，紧靠大路，总得有个短墙来遮挡一下吧。

　　河套农村盖房基本不用砖，这里是千万年来形成的黄河冲积平原，最不缺的就是黄土。秋后庄稼收罢，选一块平整的土地漫上水，待水渗进土还未干时，用石磙子将地碾平压瓷实了。再用一把齐头大铁锹如切豆腐一般，一脚踏下翻起一块湿土立于平地，横成行，竖成列，如士兵列队一般。秋阳融融，天高气爽，土块慢慢变干，这就是起墙盖房的基本材料，当地名“坷垃”，有俗语“坷垃碴墙墙不倒，光棍跳墙狗不咬”。我们住的机关宿舍也是用坷垃垒成的，只不过多了几层青砖垫底。

　　怎么修院墙，这倒难不住我们。常言道：“在家靠父母，出门靠朋友。”我们这一群同是天涯沦落人的老五届大学生，本来就是有难共当，有事帮忙的。朋友圈子里有一位叫杜逵，比我大八岁，早分配来几年，人地两熟，是我们这几个城市学生娃“荒野求生”的主心骨，大家都叫他老杜。老杜虎背熊腰，孔武粗壮，在农村长大，放羊割草打兔子，无所不能，在大学运动会上还拿过十项全能第一名。他极有趣，用方言讲故事，笑得你眼泪直流，而要讲起山村鬼故事，又让你毛骨悚然，夜晚不敢出门。老杜很热心，新房善后这样的事自然是不请自到。我们从河边拉回了一车土，七手八脚浇水和泥，自制了一批土坯，晒干后垒了墙，还留出一个缺口，用废木条钉了一个篱笆门。靠南墙根又盖了“凉房”（土冰箱），北窗下垒了“炭仓”（当地烧大块煤，不说“煤”而曰“炭”）。晨昏出入，鸟鸣雀噪，居然也有了家的味道。

　　虽然有了工作，却专业不对口，不免胸中郁闷，人闲岁月长。垒墙的成功倒勾起了我对泥瓦活的兴趣。碰巧，看到一本推广农村节柴灶的小册子，便又动了改灶的念头。虽然是干部宿舍，但还是农村的格局，一盘东西大炕占了半间房，算是卧室，隔墙厨房一个大灶一口大锅，烧开水及做饭菜，蒸、煮、炒、炸、烙都是它。传统老灶，火苗一着就被吸入炕洞，热利用率很低。我就参照小册子找来一个废脸盆，去底坐于火上，成夹层炉膛。兵法云：“围三缺一。”在盆的左、右、后三处各开一个洞，逼着火苗反向舔锅底一圈后再从夹层里抽走。这即小学自然课上学过的水管锅炉原理。新灶盘成后，加一铲煤，火焰呼呼作响，烧开一锅水节省一小半时间，一炮打响。我不禁大喜，就如瓦特发明了蒸汽机。

　　我忙邀圈里的朋友来家吃饭，醉翁之意不在酒，而在炫耀我的发明。厨房新改灶，门外新垒墙，在那个吃饭要粮票、穿衣要布票、学非所用的年代，这点新玩意足可以让人快乐好几天。当时又正逢大家结婚成家的年龄，我就常被请去给新房改灶，沾沾自喜，风光一时。干活时一般是新郎打下手，手上忙，嘴上也不能闲着，谈论最多的自然是新人们的恋爱故事。那时讲成分，说出身，大学生社会地位低，虎落平阳，在县城里找个对象都不容易。我印象最深的一次是，新郎本科中文系毕业，却找了一个初中文化的县妇联主任。现在看来很不般配，但新郎说：“就这，她还通过县委组织部调阅了爷的档案，把我的三代出身都查了个遍。”我打趣说：“你走西口，落魄于此，居然抱得一个妇联主任归，该知足了！”

　　当然，小日子的全部绝不止于垒墙盘灶，最重要的还是学会怎么吃。塞外冬长，土豆、白菜吃半年。在村里劳动时，我印象最深的是当年吃的第一口新菜是七月十五日摘的西葫芦。这在北京已是盛夏，而西葫芦也应该算是秋菜了。冬储菜的品种很单调，主要是土豆、白菜。地上挖一深窖，放入其中，窖口覆以厚稻草和棉门帘。而腌菜则主要用白菜、雪里蕻。办法也很粗放，将白菜去外帮整棵码入水缸中，一层菜一层盐，讲究用大粒盐而不得用粉状盐。我至今也不明白，盐的化学成分一样，为什么还要挑特定的外形。我怀疑就像鲁迅在《父亲的病》里说的，蟋蟀必须是原配，似乎昆虫要贞洁才能配药，这盐也要不失童贞。雪里蕻则要多一道工序，洗净控干水，放在洗衣板上用盐粒揉搓后，再码入缸中。到后来，又兴起一种盐水腌西红柿。专拣秋后霜打已经不可能再熟的绿西红柿（名“拔蔓子果”，意即最后一茬，连果带蔓子一起拔了）腌，为的是便宜。那时市面上已经有了防腐剂，放入一小包半年不坏，青翠可人，很受欢迎。现在知道这如同毒药，绿的生西红柿、防腐剂对人体都有害，可当时是一种穷快乐。秋风送爽，挖窖腌菜真忙，颇有点“深挖洞，广积粮”的气派。到隆冬季节就少出门了，三五好友“晚来天欲雪，能饮一杯无”？

　　转眼冬去春来，院子里残雪渐存无几，柳梢也染上了一抹新绿。一天我正隔着玻璃窗伏案写稿，突然院子里传来一声呼叫：“小梁，不好了，你的院墙要倒！”我赶忙掷笔出门，说话的正是老杜。只见他沿着墙来回走动，一边还用手摩挲着墙面。在两墙相接的直角处，西墙向外倾斜，裂开一条上宽下窄的大缝，犬牙交错，足可探进一个拳头。我头皮发麻，惊出一身冷汗，这要是倒塌了，不但前功尽弃，还可能砸着行人。老杜直摸着脑袋说：“咋就给爷出了这档子事？”满脸的遗憾。一会儿又安慰我：“不咋，大不了到秋天推倒重来。”我说：“先看几天，实在不行，又得辛苦你。”

　　这样大约有一周时间，我每天一起床就抬头看窗外，外出回来也先摸摸这墙。就这样日出日落，就像朱自清说的，看着日光每天“伶伶俐俐”地跨过短墙，像做错了什么事慌慌地逃去。裂缝却还在加大。终于我有了一个大发现，罪魁就是这“伶伶俐俐”的日光。我房子的前面还有一排房，挡着短墙的东面，晒不上太阳，而西边是一条空阔的大道，西晒的阳光可以照到短墙西面的墙根，冻土渐渐变软，墙就向西倾斜了。我立即跑去找老杜他们，报告这个重大发现。大家即刻来到现场会诊，多数人认为应立即拆掉，以绝隐患。我却认为既然是受热不匀惹的祸，何不吃点偏饭，沿东面的墙基开一道沟挖去冻土，让热气直接软化墙根。众人哄笑：“快不要给爷瞎想了，这是一堵上千斤重的墙，又不是一根随风摆的墙头草。”我说：“试试看，也许它还能自己摆回来。你们先留着力气，试验失败，秋天干活不迟。”我找来一把铁镐，沿东面的墙根小心地开了一条一尺宽的浅沟，又在墙头立了一根垂直的木棍，好作参照观测墙倾角的变化。

　　功夫不负有心人。三五天后那墙竟开始向东一丝一丝地扳回，而且随着天气一天天变暖，那墙回心转意的速度也日渐加快，眼看就要破镜重圆。我每天用铁铲小心清除沟内已软化的冻土，好让温暖的空气能直接亲吻冰凉的墙脚。大约过了半个月，那斜墙不但回归正位，连直角处龇咧着的土坷垃，竟也一块一块严丝合缝地重新咬合在一起。我大奇，谁道命运不由己？门口斜墙尚能直！今天晚上一定要用我的风火灶炖一锅酸菜猪肉粉条，和朋友来一场庆功宴。墙歪自正，一时成了我们这个小区的新闻，常有人驻足或专门跑来观看。直到半个世纪后，当时住在我前排的田聪明已是新华社社长，我们在京城又同住一个院子，他一见面就谈起这件往事。

　　在那些穷而平淡的日子里，难得抓住这个快乐的小尾巴，常作为茶余闲话，当然也少不了起哄。有的说：“你这个文科生，无师自通，投错了胎，该去学工。”有的说：“你京城修道，又沙漠里练功。你这身武功可以出国去承包比萨斜塔的扶正了。”若干年后我有机会出国到意大利，还真的专门去看了一回比萨斜塔。塔因太斜，已不许游人靠近，我在暮色苍茫中遥望塔影，想现代科技已经能平移一座大楼，能定向爆破一百多米高的烟囱，就不能定向注水，扳回这位固执的斜塔老人？

　　人的命运就像飞鸟嘴里的一粒种子，不知会跌落何处，又怎样生根发芽。现在想起来，“文革”中我们被迫走西口，塞外安家，修墙改灶，就像小孩子过家家。教育学上说，童年的游戏就是学习，而游戏是无所谓目的的。我们在塞外六年，正好度过了一个社会人的童年，正是这些不经意的游戏，给我带来了童年的欢乐。多年后，我这个文科生真的写了一本畅销书《数理化通俗演义》。难道这本书的胚芽早已埋在那堵斜墙和那个新灶的火苗里？

　　这不是我一个人的故事。

　　《光明日报》（ 2023年01月06日 15版）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）