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)
走进香港沙头角抗战纪念馆:一座老屋,讲述一段抗战故事******
“不忘历史,同开新篇”,走进香港沙头角抗战纪念馆大院内,东墙上赫然醒目的八个大字直抵人心。
这家纪念馆改造自有近百年历史的罗家大屋,从筹办到落成耗时五年,所设展览介绍了东江纵队港九大队的抗战历史,以及“香港抗日一家人”罗氏家族的感人事迹。
一座老屋,一段历史
1941年12月8日,日军进攻香港。经过18天抵抗,香港沦陷。
在中国共产党抗日救亡口号的感召之下,香港许多家庭举家参加抗日队伍。“香港抗日一家人”罗家是其中的代表,全家有11人参加中国共产党领导的抗日游击队。
罗家大屋是罗氏家族的祖屋,见证了香港的抗战历程。日占时期,它是港九大队的活动基地及交通站,大屋附近一带是港九大队沙头角中队和海上中队主要的活动地区,在抗日活动中举足轻重。
香港史专家刘蜀永告诉记者,2017年,东江纵队历史研究会提议利用沙头角抗战遗址开展文化旅游,使他们深受启发。又因罗家大屋地位特殊,意义重大,他们建议在罗家大屋设置沙头角抗战纪念馆。
他表示,筹建纪念馆首先是出于对抗战前辈的尊重,他们的爱国精神值得后辈传承,也希望香港年轻人通过东江纵队港九大队的事迹,更多了解国家的历史以及香港与国家的关系。
罗家后人、沙头角抗战纪念馆馆长黄俊康认为,“推动建成纪念馆非常有意义,第一是对国家尽忠,第二是对社会尽责,第三是对前辈尽孝”。罗家人参加了解放战争、新中国建设、改革开放等重要工作,他们身上展现出来的爱国情怀证明香港同胞从来与祖国血脉相连。
在这样的契机下,展开了选址于罗家大屋、承载着港人英勇抗日奋斗史的沙头角抗战纪念馆筹备和建设工作。
众志成城排除万难
沙头角抗战纪念馆是香港第一间集中介绍中国共产党在香港历史贡献的纪念馆,也是香港首个长期展示港九大队历史的国民教育基地,今年9月3日揭幕开馆。纪念馆建成的背后,是爱国爱港人士日以继夜的辛勤付出。
刘蜀永告诉记者:“纪念馆从筹备到建成遇到了很多困难,比如筹款和大屋翻修问题,比如怎么充分利用有限的展览空间把我们想讲的都讲出来。纪念馆的展览方案就反反复复改了不下20次。”
刘蜀永厚厚的日记本详细记录着纪念馆“孕育成长”的点滴:“2017年10月28日,下午到石涌凹罗家老屋参加沙头角抗战纪念馆第一次筹备会议”“2019年1月29日,重新拟定沙头角抗战纪念馆展览提纲”“2021年11月26日,完成沙头角抗战纪念馆展览方案的修改”……
在纪念馆筹建过程中,香港广州社团总会特别是该会主席黄俊康发挥了重要作用。黄俊康和霍震寰等人士带头捐出了大笔款项,但黄俊康强调,改建及布展工程都是由香港广州社团总会的兄弟姐妹们当义工办起来的,“我们的义工真的付出很多”。
“动工以后,发现这个房子毕竟已90多年了,屋顶的木结构都被白蚁蛀了。去年8月份台风季节也是很大的挑战,我们在保证安全的情况下继续工作。”黄俊康回忆道,语气中透着欣慰。
原本因年代久远、日晒风吹虫蛀而随时可能倒塌的旧屋,经精心修缮后,获得新生,让展览讲述的故事与大屋蕴含的历史沉淀相得益彰。
如今,罗家后人以每年1港元的象征性租金将罗家大屋永久借给纪念馆使用。黄俊康说,预约前来参观纪念馆的团队已经排到明年3月了,到目前为止,已有超8000人次前来参观,“我相信纪念馆会被越来越多港人知道”。
助港人弘扬爱国传统
“我们开办这个纪念馆,目的在于展示港九大队抗战的历史,教育启迪后代。希望大家弘扬前辈爱国爱港的传统,为国家和香港的发展贡献力量。”这段话写在纪念馆参观行程的最后,启示人们前事不忘,后事之师。
日占期间,东江纵队港九大队有115名烈士为保卫香港献出了宝贵的生命。但港九大队及其影响下的香港民众抗击日军的史迹和遗址,作为香港珍贵的历史记忆,却鲜为人知。
“东江纵队是中国共产党领导的华南抗日游击队中规模较大的部队,港九大队是东江纵队的下属部队。我们希望建成抗战纪念馆,是因为港九大队三年零八个月的这段历史在香港的历史教育中是空白的。”东江纵队历史研究会秘书长、原东江纵队政委尹林平之女尹小平说。
尹小平从2007年开始就一直在香港宣传港九大队的抗战事迹。她认为,这段可歌可泣的历史一定要告诉世人,也要告诉香港的老百姓,尤其是年轻人,让他们了解抗战前辈在三年零八个月里做了什么,让他们知道“自己是中国人”。
尹小平讲述着,时不时看向展板上父亲年轻时的照片。东江纵队的前辈们,当年都只有二十几岁,为了挽救国家于危亡,不惜抛头颅洒热血。
“纪念馆建成开馆只是播了一粒种子,我们期待它能生根发芽。”她说。(新华社记者 孔维一、韦骅)