坚定信心 勇挑大梁·协同新脉动｜ 世界首创！雄安新区实现地下精准导航
开车进入上百万平方米的地下停车场，如果导航失灵，将是一种怎样的情形？常规地面导航无法破解的世界级难题，在雄安新区找到了解决方案。在2024雄安未来之城场景汇系列大赛“地下空间安全应急技术应用大赛”决赛中，一项全球首创的技术解决方案脱颖而出。
2024雄安未来之城场景汇系列大赛现场。
由北京邮电大学联合中国铁塔共同研发的“北斗+5G室分”地下空间高精度定位导航系统技术，实现了定位精度2米，破解了地下精准导航的难题，在世界范围也属首创。而如今，这项新技术就应用在了雄安新区。
适度超前布局智能基础设施
近日，在雄安新区容东片区富强园停车场，一辆试验车正在进行信号覆盖测试。启动、提速、停泊，再启动、再提速、再停泊……坐在车里的雄安地下定位导航项目团队成员、北京邮电大学博士后初星河，时刻紧盯着手机上的位置光标，反复进行测试。
项目组成员在雄安新区地下停车场进行测试。长城网·冀云客户端记者 康紫祎 摄
这里的地下停车场，既看不到错综复杂的布线，也没有爬满墙面的通信设备，大量装备都被“隐藏”在专门的机房里。在一个不足10平方米的机房内，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信号增强器，以实现地下停车场信号无缝覆盖。
作为雄安新区首个集中建成区，容东片区内95个小区的地下空间互连互通，面积达400多万平方米，容纳有大约5万个停车位。
“建筑物的钢筋等金属构件会屏蔽掉外界信号。在这样巨大的地下空间里，如果没有一个可靠的定位和导航手段，就像进入了一个地下迷宫。”初星河介绍，受建筑物的遮挡，地上的导航方案在地下失灵了。
与一般城市建成区不同，雄安新区是国内首个大规模开发利用地下空间的城市。“起笔”之前，“适度超前布局智能基础设施”便已写入雄安新区建设的总体规划。合理开发利用地下空间，解决拥堵难题，是雄安智慧城市建设的重要一笔。
然而，超大规模地下空间定位技术，在我国的运用尚属空白。雄安新区拥有巨大的地下空间，急需研发一款适应城市地下空间的导航技术。
一场高校和雄安的双向奔赴开始了。2020年，一支来自北京邮电大学的科研团队抵达雄安，开始技术攻关。“我们是一个以90后为主的研发团队，大家当时都很兴奋，期待在未来之城，看到未来场景。”长期致力于无线信号感知定位的路兆铭教授回忆起带队刚到雄安时的情形。
路兆铭（中）和项目组成员讨论解决方案。长城网·冀云客户端记者 康紫祎 摄
把藏在学术论文里的新技术转化成现实应用，让来自高空的北斗信号穿越地层，在大规模地下空间构建起一套精准的定位导航系统。路兆铭和团队怀揣着梦想，开始了拓荒之路。
结合雄安场景搞创新
“能不能引入北斗信号，把北斗信号和5G结合起来，进行精准定位？”在当时，这是一件从未有人做过的事，路兆铭的思路让很多人觉得天马行空。
然而，从0到1的创新之路，总是充满挑战与艰辛。
“当时我们把目标定在，做到‘车位级’的精度，这是一件很难的事情。”路兆铭解释，北斗卫星信号从超过2万千米的高空来到地面，信号强度已经极弱，再将其引入地下，信号强度会进一步衰减。
“我们需要基于原有的技术积累，再结合雄安的实际场景搞创新。”路兆铭和团队绞尽脑汁后，将目光瞄向了建筑物中常见的一种形似白色“小蘑菇头”的天线，也就是室内分布系统天线，我们的手机在室内有信号全靠它。
“有没有可能就地取材，利用建筑物已有的室内无源分布系统，把北斗信号‘引’到地下，再利用室内分布系统天线转发出去呢？”北斗卫星与室内常用的通信设施相结合的方案，一举突破困境。
经过上千次测试，路兆铭团队终于研制出世界首创的北斗室内分布单元接收模块，可以放大北斗信号，将高质量的信号引入地下。
接收到北斗信号只是第一步，如何精准定位到“车位级”，又是一座要翻越的大山。“要提升导航的精度，就要找到适配的算法。”为了解决这个问题，团队用了6个多月的时间寻找信息融合的算法。
地下导航软件实测现场。长城网·冀云客户端记者 康紫祎 摄
一个参数一个参数地试，一个器件一个器件地换，一根天线一根天线地测……最终，团队找到了北斗信号汇入5G室内分布系统所需的滤波和功率参数。
在4年多的时间里，经过不断迭代和优化，“北斗+5G室分”地下空间高精度定位导航系统逐渐成形，实现了地上地下一体化的精准导航，并即将为雄安居民生活带来实实在在的便利。
“导航精度达到2米，比地面上的导航精准度还要高，而建设成本只有传统地下导航技术的一半。”团队成员初星河兴奋地说，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150万平方米的地下停车场。
“北斗+5G室分地下空间导航”也即将在“雄安行”APP上线，今后还将嵌入百度、高德等通用的导航软件，为更多雄安居民和游客提供便利。
在雄安，与未来握手
创新是雄安从“出生”就自带的基因。未来之城拔节生长的过程中，应用场景不断“上新”，加速集聚优质创新资源。很多像路兆铭一样的团队来到雄安，很多像地下空间导航一样的前沿技术落地雄安。
2024年5月27日至6月26日，2024雄安未来之城场景汇10项大赛28个赛道决赛在雄安新区集中举办，来自全国818家企业团队的1320项作品参赛，共有377项获奖作品在雄安乃至全省开放的近百个应用场景中积极寻求落地机会。目前，获奖作品中已有120多项初步达成落地意向、30多项达成投资意向。其中就包括“北斗+5G室分”地下空间导航项目。
该项目最终在“地下空间安全应急技术应用大赛”决赛上，拿到了超大规模地下空间定位导航技术赛道冠军。
“大赛结束后我们更忙了。研发资金有了后续支持，新区还帮助我们对接了很多投资机构以及上下游的企业，辅助我们去推动产业化发展。”路兆铭说。
7月，北京邮电大学、河北交通投资集团有限公司、雄安新区改革发展局携手，共同成立了雄安空天信息研究院，着力打造政产学研深度融合的创新平台，构建面向空天信息领域的高层次人才培养基地、高水平科技创新基地和高质量成果转化平台。
“科技、产业、金融紧密结合的平台搭建，让我们的前沿技术不仅在雄安新区大展拳脚，还可以在更广阔的天地里大有作为。”路兆铭在规划着未来，“在雄安，我们与未来握手。”
每解锁一个新的应用场景，就像打开一扇通往未来世界的大门。一个个首届雄安未来之城场景汇上的优质项目正在雄安新区落地：“北斗+5G室分”地下空间导航逐步在容东片区400万平方米地下空间规模部署，雄安集团在华望城率先部署300套支持IPv6的智慧家电，由雄安城市运营服务大模型驱动的讲解机器人实现讲解，国家电网应用地源热泵、智慧充电桩等技术致力于打造零碳办公园区……
雄安开放的场景，让前沿科技成果不断向这里汇聚。
