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組合導航構建室內外無縫定位制高點

  • 發佈時間:2015-01-21 01:31:07  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  人們生活中80%的資訊與“位置”有關,位置資訊是支撐國家安全智慧城市移動互聯以及多業態服務的重要基礎。然而,高精度室內位置感知卻成為制約多業態服務發展的國際性難題:Wi-Fi、藍芽等無線網路受室內複雜環境的影響,室內定位仍面臨定位精度差、室內空間建模與信號覆蓋難等諸多技術瓶頸。

  由北京郵電大學牽頭,聯合大連萬達集團、北京智慧圖科技有限公司、杭州華三通信技術有限公司等單位共同完成的《室內位置服務關鍵技術與應用》項目技術,于2014年通過了中國電子學會組織的技術鑒定。專家一致認為,具有自主智慧財産權的《室內位置服務關鍵技術與應用》成果,在室內位置服務關鍵技術上取得了重要突破,尤其在基於無線局域網的室內高精度定位技術方面居於國際領先水準,對提升我國相關産業的核心競爭力具有重要意義。目前成果已應用於30余個城市,取得了重大的社會、經濟效益,評審專家建議加快該項目推廣應用,並進一步加強標準和智慧財産權的國際佔位。

  在國家863計劃的支援下,北京郵電大學電子工程學院鄧中亮教授歷經了十多年的潛心攻關,研究不僅突破了多項室內高精度定位關鍵技術瓶頸,將室內定位精度提高了數十倍,還節約了大量成本,把當前的行動通訊網變成即時通信網和高精度定位網。實現了基於泛在無線網路、高精度室內定位技術、多業態大數據融合的組合導航服務等。在北郵成功搭建了基於行動通訊網路的室內外高精度定位實驗系統,實現了導航與行動通訊的融合,使校園高精度室內外無縫定位達到1—3米,為平安校園建設發揮重要作用,率先解決了北斗衛星導航系統的“最後一公里”瓶頸。在天津開展的TC-OFDM技術示範應用中,已成功研製出了基於室內外高精度無縫定位的消防應急救援應用平臺。利用該平臺,消防指揮中心將能精確顯示救援現場人員和設施分佈、兵力部署等位置資訊,指揮配備有智慧單兵裝備的消防員,高效、迅速地開展火災應急救援指揮工作,極大提高了消防救援的準確性和高效性。

  不可否認,每種導航系統都有它的應用局限性,衛星導航多為信號在不被遮擋的情況下接收的,其導航定位是比較準確方便的。但到了水下、室內、地下等地方,衛星的信號會被遮擋而減弱,很難滿足不同環境的定位需求,由此就興起了重力場導航、地磁導航、慣性導航,以及通訊網路WIFI網、FRID和移動通訊網路等,各種各樣的導航系統。

  室內位置服務關鍵技術組合了各種導航技術的應用需求,以滿足現在的和未來的應用需求。多年前,鄧中亮教授針對目前衛星定位不能實現複雜建築物室內高精度定位導航的難題,開展了複雜環境下的室內外無縫定位導航、監控預警和應急管理等關鍵技術研究,極大地推動了我國位置服務行業的發展,已在國家大劇院、全國八大機場等開展了應用示範,並取得了良好的效果。

  鄧中亮教授帶領項目組通過多年研究,提出了室內複雜環境下的泛在無線網路多源組合精確定位技術,突破了泛在無線網路融合的室內複雜環境下多特徵融合與協同精確定位技術瓶頸,率先建立了面向異構網路與泛在終端的一體化精確定位系統,實現了平均定位精度優於3米,將無線網路定位精度提高了數倍,與衛星導航結合,實現了室內外無縫定位;同時提出了室內地圖的“全息化”及快速生成技術,建立了基於情景認知的室內位置地圖表達模型,將具體的情景、人類感知特性與室內位置地圖的表達相結合,實現了智慧的室內地圖快速生成與顯示;發明瞭智慧多振子天線系統、基於衝突域的信道重用、空口報文抑制以及基於頻譜導航的負載分擔等技術,突破了高密度信號覆蓋場景下無線局域網(WLAN)技術瓶頸,研製的AP産品吞吐量比國際同類産品平均提高了20%以上;構建了一種空間複雜數據的連鎖效應動力學模型,得到多維度數據間的關係網,提高數據使用效率與價值,首次實現了基於時空資訊的多業態大數據融合與商業模式創新。

  項目成果在室內位置服務關鍵技術上取得了重要突破,構建室內多維空間地理資訊系統,建立大型場館智慧服務平臺,具有自主智慧財産權。使我國佔據了位置服務這一重要戰略新興産業的科技制高點。

  我國的北斗、美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯和歐洲的伽利略是四大全球衛星導航系統。北斗系統建設不只是技術的創新,更重要的是國家戰略的需求。目前,北斗系統的室內定位已達世界技術前沿,其成功應用促使我國導航市場格局發生新的變化。鄧教授解釋説,GPS提供的是一種不收費的服務,美味午餐絕不會免費,不收費的服務就意味著沒有服務品質的保障,會存在潛在的威脅。

  室內位置服務關鍵技術與應用項目已形成了多項系列服務産品和多類服務平臺,包括網路設備、定位引擎、大數據統計分析軟體、手機APP、應用服務軟體等,性能優於國際同類産品,成功在商業、航空、移動位置服務、智慧停車、金融、校園管理、醫療等行業領域開展了上百項應用推廣,産品遍及了我國30多個城市和部分國外市場。獨立用戶超過五千萬,經濟社會效益顯著。(洪福)

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