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）

海拔2700米高山上的小学，有了“玫瑰梦想球场”******

　　山村学校，有了“玫瑰梦想球场”

　　四川省凉山州昭觉县的瓦吾小学，地处海拔2700米的高山上，因其常年云雾缭绕，当地人称呼它为“云端小学”。近日，一座标有玫瑰图案的崭新足球场，在这所群山环抱的小学里正式落成启用。

　　“这个球场是我们全校师生一直以来的梦想，我们会比之前努力百倍千倍。”瓦吾小学校长曲比史古说，“有了新的足球场，孩子们的童年在这里会非常开心。”

　　这个球场是由中国女足联合国内企业及球迷共同捐赠的全国第二座中国女足主题球场“玫瑰梦想球场”。从此，瓦吾小学这些大山里的孩子们可以告别泥地沙地，更加自由地在这里奔跑、踢球、追梦了。

　　“让山村学校成为一个有梦想的地方”始终是校长曲比史古的梦想。

　　他一直认为：“如果知识文化是孩子们走出大山最主要的路子，那么艺体就是孩子们走出大山的另一条路。”于是，很早以前他就决心带领孩子们练习踢足球。

　　然而，受地理条件以及经济实力所限，“云端小学”的孩子们的追梦之路要比别的孩子艰难许多。曲比史古带领老师、家长和孩子们，硬是一锄头一锄头挖出来两个足球场，开始了孩子们的追梦之路。

　　渴望了解山外世界并走出大山的孩子们很快就对足球有了强烈兴趣，两座简易球场成为全校超过一半孩子们的“梦想乐园”。不久，瓦吾小学男女足球队相继诞生。他们每天利用课间和课外活动时间训练，能入选校队成为孩子们最骄傲的一件事。

　　曲比史古每天在带领数十位女足队员训练的同时，也抓住一切机会，让孩子们走出山区看一看。他希望通过足球让这些大山里的女孩子收获快乐，也能获得更多可能。“女孩子踢球能够改变传统的观念，让女孩影响女孩，也想让她们享受到踢球的快乐，甚至通过足球让她们走得更远。”曲比史古说。

　　足球，让“云端小学”的孩子们开始真正有了“大山外的梦”，也成为孩子们走向山外世界的一座桥梁。球队组建后短短五年时间里，他们曾获得县级联赛第二名。踢球踢得好的孩子，进了县城中学，成了校队主力，还有7名队员入选皇家马德里凉山足球项目。他们还和县里的另一所小学组成县队，在四川省“匠心杯”夺冠。

　　阿作伍勒是一名孤儿，刚入学时，他瘦弱、内向，不爱说话。后来，曲比史古经常带着他踢球，足球让这个男孩慢慢变得开朗起来，他的眼里有了光，脸上也有了笑容。2020年，爱踢球，学习成绩也不错的阿作伍勒，被昭觉县万达爱心学校录取。

　　即便如此，地处山区、财政条件艰难的瓦吾小学队员们却一直只能在自制泥土球场上训练和比赛，受伤更是经常的事。用曲比史古校长的话说，足球场一直以来都是瓦吾小学最迫切的一个需求，对整个学校的足球氛围有着积极的作用：“对于这些大山里喜欢足球的孩子来说，能够拥有一块足球场，真的算是一件‘奢侈品’了。在一块好的球场训练、比赛，这是大家最大的心愿和梦想。”

　　2022年，在瓦吾小学坚持执教19年的曲比史古上榜当年第三季度的“中国好人榜”，他和孩子们热爱足球的故事也传遍全国，中国足协以及女足国脚们决定一起为这个校园女足队捐赠一座“玫瑰梦想球场”。

　　2022年7月，当中国女足在东亚杯赛场奋战之时，中国足协联合一家企业发起“送女足一朵玫瑰花”线上助威互动活动，号召大家通过点亮数字玫瑰的特别方式为女足加油。而除了为女足姑娘们加油助威，这个活动还肩负着为另一群大山里的女孩送去一座球场的使命。

　　这样双向互动的方式，极大激发了网友们的热情，让网友们从单纯的看比赛、分享比赛，变成真正参与到比赛当中，用自己的力量，为中国女足的未来发力。

　　最终有超过60万网友为女足打call，共筑一座“玫瑰梦想球场”。东亚杯后，中国足协随即宣布，第二座中国女足主题球场—玫瑰梦想球场，将建在四川省凉山彝族自治州昭觉县瓦吾小学，为这支在土地上训练的校园女足送去一片真正的绿茵场。

　　经历了疫情、天气等诸多不利因素后，“玫瑰梦想球场”终于在“云端小学”建成。

　　“以前我们可能是山里训练条件最差的，现在我们有了‘玫瑰梦想球场’，训练条件好太多了！”瓦吾小学女足球员吉牛伍作表示，“这个球场特别软，下雨下雪也能踢。刚刚修好的时候我们都想不睡觉，一直踢到天亮。”

　　“已经有4所重点中学校长和我联系，让我们提供有足球特长的孩子。这些山里的娃娃有更多机会通过足球走出大山了！”曲比史古说。

　　中国足协负责人告诉记者，如今借助玫瑰梦想球场带来的关注度，这个项目在关注支持中国女足的同时，也开始为这些散落在山区、乡村当中的足球女孩，带去更多的机会和选择。汇聚了社会各方力量的“玫瑰梦想球场”，在播撒女足精神的同时，也在尽力帮助孩子们实现梦想。

　　(本报记者 王东)