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)
中新社70年|忆九八抗洪:伴着洪峰走,枕着长江睡******
编者按:
本期小牛工作室特邀参加1998年抗洪报道的中新社记者顾立军、田惠明,为大家回忆九八抗洪采访和应对“汛考”的难忘往事。
灾区欢迎三种人
24年前,1998年8月,沿江诸省,阴云密布,连月不开,暴雨如注,十日不停,恨不得将20世纪最后两年的雨水一下子倾吐出来。
四川的嘉陵江、岷江、乌江、沱江,湖南的湘江、资江、沅江、澧水,湖北的汉江,江西的赣江,呼啸着涌入长江,长江水位持续暴涨,洞庭湖满了,鄱阳湖溢了。滚滚江水,浩浩荡荡。
一时间,抗洪救灾成为举国上下的头等大事。
关键时刻显真情:身着绿衣的解放军官兵冲上了江堤,扛沙袋、堵管涌;穿白衣的医生护士赶到了灾区,医病患,救伤者;媒体记者闻风而动,穿梭在长江两岸,拍灾情,录实况,将军民团结抗洪救灾的新闻及时传至海内外。他们是灾区最受欢迎的三种人。
▲中新社采访团记者与当地民众合影中新社的记者不用扬鞭自奋蹄。
此时,时任湖北分社社长章敦华正全力以赴,疾走长江两岸。武汉支社长柳俊武镇守三镇,三峡支社长罗德惠负责宜昌,江西分社长段八一出征九江,总社摄影部多位记者急赴鄂、赣两省灾区,大家合力同心,及时将长江抗洪新闻采写发出。
眼看着洪灾越来越严重,总社又派出了一支抗洪采访小分队,于8月13日中午,乘白色桑塔纳、蓝色吉普车,驶出总社大门,向着长江抗洪前线出发了。
▲田惠明、赵胜玉、陶社兰乘冲锋舟采访灾区报道组成员有:时任社长助理顾立军为总负责,总编助理田惠明协调图文发稿,湖北分社长章敦华负责采访总调度,文字记者陈建、赵胜玉、陶社兰,摄影记者为邹宪。司机杨福顺、林宪。
星夜驱驰 奔赴荆州
我们星夜驱驰,沿高速公路直达郑州,稍作休息,又走107国道南下,当时京广高速还没有修到武汉。
我们马不停蹄,终于在14号傍晚时分,跨过了长江大桥,与章敦华会师于武昌城下。
15号我们在武汉市区采访,登黄鹤楼头远眺:江水翻滚横流,江面宽阔无涯,水位即将贴近长江大桥了。昔日江上百舸争流,今日没有一艘行船。
武昌沿江大道上,处处是堆的山高的沙袋,用以阻挡肆虐的江水入城。我们登上沿江大堤,穿行街头巷尾,一边察看水情,一边制定下一步的采访路线。
敦华社长的家乡在荆州公安县,他对长江再熟悉不过了。他说:“荆江大堤是长江的生命线,荆州沙市水文站是荆江大堤的晴雨表,荆州公安县是长江的分洪区,万里长江险在荆江。我们应该立刻赶到荆州去。“
事不宜迟,16日清晨, 杨福顺、林宪不顾疲劳,驾车飞速向五百里开外的荆州驶去。我们这两辆采访车此次发挥了巨大的作用,它兼有多种功能。
一是交通功能:哪里出险情,哪里有新闻,我们的采访车就可以每小时百公里以上的速度尽快抵达。
二是办公功能:我们的照相器材、电脑、传真、录音机、传真机、水情资料、地图等办公用品均在车内,大家在行进之中就可以打字发稿、研究题目、拟写采访提纲。
三是餐厅功能:我们的车上装有矿泉水、饼干、方便面、水果、香烟等,渴了、饿了就在车上解决。停车后,两位司机会及时采购补给。
四是卧室功能:采访车也是卧室。累了、困了就在车上打个盹儿。养精蓄锐,上车就睡,体力迅速恢复。下车就干,不知疲倦,一直保持良好的采访状态。两位司机可以停车大堤下,抓空睡会儿。
中午抵达荆州,我们站在荆州抗洪指挥部五楼顶上望去,数十米开外即是荆江大堤,长江第六次洪峰正滚滚而来,堤内是一望无际的浩瀚江水,水位已经超出警戒线两米多,快与楼顶齐平了。
如果荆江大堤一破,江水不但吞没荆州古城,而且一路向东,直逼武汉。可以说保住荆江大堤,就是保住了武汉三镇。
留下还是撤离?
此时,暴雨依然不停,水位一高再高,当地的水利专家告知,要想保住大堤,确保武汉安全,万不得已的情况下,只有在荆州对岸的公安县北闸大堤炸坝分洪,公安县有一个已经规划好的分洪区。
不容耽误,我们要立刻赶到公安县去,荆州与公安县隔江相望,只有几十里的距离,但江面上早已封锁,轮船停驶,摆渡停开,荆州也无大桥横江。
此时要想到对岸的公安县,只有驱车向西100多公里,那里有枝城长江大桥,过桥后再向东折回100多公里,才能到达公安县。两位司机二话不说。继续驾车长途奔驰,终于在傍晚时分到达了公安县城。
由于分洪已经提前预警通知,几十万村民准备“舍小家保大家”,要提前开始撤离。逆行者是解放军战士,他们列队扛锹,喊着口号跑向江边。
湖北媒体同行告知:公安县北闸的大堤上已经挖好了一百多个爆破坑,里面填装了近二十吨炸药。
万事俱备,只等当晚上九点后,中央一声令下,即可炸坝分洪。要炸开分洪的口子长2500米,届时,长江水将一路咆哮倾泻……
如果这样,几十万亩良田将被淹,几十万人口将流离失所,公安县分洪区将是一片汪洋。
怎么办?我们报道组是留下来坚守,还是撤离到安全地带?留下,可以采访到分洪现场鲜活的新闻,记者聚集的公安县抗洪指挥部的三层楼顶还可以抵挡一阵。
离开,关键时刻记者哪能撤离现场!但两辆采访车泡在水里,将彻底报废。
几十万人的家园保住了
怎么办?敦华社长坚定地说:“公安县就是我的家乡,我要留下来”。顾立军说:“九一年安徽淮河水灾我就在现场,我有抗洪的经验,我留下。”
摄影记者邹宪表示,我也要留下来,我用相机记录下炸坝分洪的瞬间。其他几位记者也表示愿意留下采访,让车辆撤离。经过一番讨论,最后决定顾、章、邹三个人留在公安县城,其余的撤到50公里开外的一处叫藕池的高地。
就这样,他们三人冒着生命危险留在了公安县城。其余的人驾驶两辆车急速向高岗之地驶去。
▲记者陈建在采访现场此时已经快晚九点了,公安县城已是漆黑一片,老百姓基本都撤离了,只有军车和军人们在行动。大喇叭还在反复播放着赶快撤离的通知。
我们驾车出了县城,沿着公路狂奔,一路暴雨倾盆,雷电交加,雨刷器用最快的速度来回的刷着,但仍看不清前面的路,车窗外白茫茫一片,大家谁也不说话,司机紧握方向盘,手在发抖,仍然拼力的前行。
我们睁大眼看着窗外,寻找着高点儿的建筑物。大家都表示,一旦分洪的江水追过来,我们就弃车跑到制高点上去,或者爬到大树上。
好在一路有惊无险,一个多小时后,我们终于看到了灯火,看到了高岗之地上避险的受灾民众,这时大家才松了一口气。
8月16日,这是一个不眠之夜,我们不时打探着公安县的消息。
一小时一小时地过去了,深夜两点多,终于,肆虐的江水有所收敛,荆州沙市的水位停在了45.22米,远远高出可以分洪的水位,据说这是150年来长江历史上的最高水位。
这是一招险棋,中央高层临危不乱,科学决策,指挥若定,坚持住了,没有下达炸坝分洪的命令。大坝保住了,公安县保住了,几十万亩良田保住了,几十万人的家园保住了。
伴着洪峰走,枕着长江睡
17日上午,我们的报道组又会师了。从17日起,我们又沿长江两岸的石首、监利、洪湖、赤壁、咸宁、岳阳一路采访,伴着洪峰走,枕着长江睡。
敦华社长得知了洪湖市长的行踪,知道其日夜坚守在长江边的一艘船上。堤在、船在、人在,这艘船就是洪湖市抗洪救灾的指挥部,市长吃住在船上已经几十天了。
敦华社长连夜前去采访,没有灯,打着手电做记录。采访回来后,熬夜写就了专访洪湖市长的稿件。
▲章敦华夜访时任洪湖市长记者陈建、赵胜玉、陶社兰更是勇者无畏,来到原42军叶军长的石首市抗洪指挥部,并自报家门进行采访,豪爽好客的叶军长被记者勇敢的精神感动了。
这位将军似乎与记者们很投缘,不但接受了我们的采访,还相约第二天,一起乘冲锋舟深入孤岛村庄,去查看被困的灾区。看看救灾的战士们,以鼓舞士气。
▲陈建采访原42军叶军长要知道,能深入到被淹的村庄去现场采访,没有船是寸步难行的。机会难得,第二天上午,我们身着橙色救生衣,随着叶军长一行,乘上冲锋舟,向着险情最严重的村庄驶去。
我们看到,灾区险段,战士们有的泡在泥泞中挖土,有的扛起沙袋一溜小跑,将沙袋垒在堤坝上。顾立军真是有经验,他钻进受灾民众的帐篷里,摸摸被子,看看锅里,又递给老乡们香烟,与他们深入交谈采访,民众将许多的心里话都讲给了他听。
▲顾立军在采访受灾民众邹宪的相机不停地拍着,留下了一个又一个难忘的画面。记者的稿件不停地写着,一篇篇传回了总社。值得我们自豪的是,报道组采写的《灾区欢迎三种人》稿件,角度新颖,文笔流畅,后来荣获了第九届中国新闻奖二等奖。
24年过去了,在1998年长江抗洪报道中,我们目睹了世纪大洪水的惊涛骇浪,我们经历了十几天采访的惊心动魄,我们留下了刻骨铭心的回忆,这段经历成为了我们新闻生涯中一段难忘的旧事。
作者:顾立军 田惠明
中国网客户端 国家重点新闻网站,9语种权威发布 |