鄧中亮：攻克廣域室內(nèi)外無(wú)縫定位難題

文/龐貝 劉斌

鄧中亮教授向鑒定委員會(huì)專(zhuān)家介紹項(xiàng)目成果

“千里眼”、“順風(fēng)耳”以及二郎神頭上的“第三只眼”，這些原本出現(xiàn)在古代神話中的“特異功能”，已經(jīng)變得觸手可及。

視野：全空域、全時(shí)域

自從有了GPS，大多數(shù)情況下，人們可以借助該系統(tǒng)準(zhǔn)確到達(dá)目的地。不過(guò)，在大型建筑內(nèi)部，GPS就不那么靈光了。

“80%的人80%的時(shí)間都在室內(nèi)活動(dòng)，這就意味著享受不到衛(wèi)星定位服務(wù)。有沒(méi)有好的辦法來(lái)解決這個(gè)定位，讓更多的人分享科技發(fā)展的好處，這是我們的長(zhǎng)期目標(biāo)。”廣域室內(nèi)定位系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)者，北京郵電大學(xué)電子工程學(xué)院鄧中亮教授如此解釋研發(fā)初衷。

開(kāi)到地下車(chē)庫(kù)，精準(zhǔn)找到停車(chē)位；高樓起火，消防員迅速定位被困者；老人孩子迷路，家人很快知道其所在……室內(nèi)外無(wú)縫定位系統(tǒng)的功能不止于此。

鄧中亮說(shuō)：“導(dǎo)航對(duì)人們生活和國(guó)家安全非常重要。社會(huì)越發(fā)展，人們需要了解的信息服務(wù)越精確。導(dǎo)航服務(wù)首先保障國(guó)家安全；其次，保證社會(huì)建設(shè)正常運(yùn)行；第三，提供更完善的社會(huì)服務(wù)。”

大型停車(chē)場(chǎng)、大型超市、地鐵、火車(chē)站、飛機(jī)場(chǎng)……在這些人流密集地區(qū)，假設(shè)出現(xiàn)安全問(wèn)題，后果不堪設(shè)想。對(duì)這些場(chǎng)所進(jìn)行監(jiān)測(cè)、監(jiān)控、監(jiān)視，可以保障安全；在火災(zāi)、礦難、地震等災(zāi)害面前，如果能夠精準(zhǔn)定位，則可極大提高救援的有效性；對(duì)于空巢老人、學(xué)前兒童，如能合理應(yīng)用這一體系，則可方便監(jiān)護(hù)人安全有效監(jiān)護(hù)。這樣的兩個(gè)“80%”，就是“廣域室內(nèi)外導(dǎo)航與位置服務(wù)”研究想要達(dá)到的視野邊界。

視力：城市室內(nèi)外精度優(yōu)于3米

鄧中亮，教授，博士生導(dǎo)師，現(xiàn)任北京郵電大學(xué)信息網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院常務(wù)副院長(zhǎng)，工程技術(shù)轉(zhuǎn)移中心主任，北京郵電大學(xué)電子工程學(xué)院智能通信、導(dǎo)航與微系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室主任，教育部衛(wèi)星導(dǎo)航聯(lián)合研究中心—衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)體制與通信研究（分）中心主任、北京市青年學(xué)科帶頭人、863微電子工作組專(zhuān)家、總裝微/納米專(zhuān)業(yè)組專(zhuān)家、北斗重大專(zhuān)項(xiàng)專(zhuān)家。

十多年來(lái)，鄧中亮致力于衛(wèi)星導(dǎo)航、無(wú)線定位、多媒體通信、微電子設(shè)計(jì)、毫米波RF MEMS、相控陣?yán)走_(dá)天線等方向的研究，一直走在科學(xué)前沿。攻克廣域室內(nèi)高精度定位難題，鄧中亮作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人更是恪盡職守。

廣域室內(nèi)外高精度定位服務(wù)系統(tǒng)，從“十一五”開(kāi)始就得到國(guó)家科技部門(mén)的高度重視，也讓鄧中亮付出了極大心血。自2008年起，他就帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)投入到了緊鑼密鼓的科研攻堅(jiān)之中。

短短4年之后，他們?cè)诒编]搭建成功基于移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)外高精度定位實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，在關(guān)鍵技術(shù)上取得了重大突破，創(chuàng)新性提出了TC-OFDM信號(hào)體制，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)航與移動(dòng)通信的融合，總體技術(shù)達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平，室內(nèi)外無(wú)縫定位精度達(dá)到水平方向3米、高度方向1米，比現(xiàn)有的GPS精準(zhǔn)度提高60%，并解決了GPS室內(nèi)難以定位的問(wèn)題。

2012年3月30日，“城市室內(nèi)外高精度定位導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)與服務(wù)示范”在北京郵電大學(xué)通過(guò)了多位院士和導(dǎo)航通信專(zhuān)家組成的項(xiàng)目鑒定專(zhuān)家委員會(huì)的技術(shù)鑒定。專(zhuān)家們一致認(rèn)為：該項(xiàng)目“在基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的廣域室內(nèi)外定位關(guān)鍵技術(shù)方面取得了重大突破，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，總體技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，為國(guó)家應(yīng)急救援、公共安全及廣域室內(nèi)外導(dǎo)航定位服務(wù)提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)，具有廣泛的應(yīng)用前景，對(duì)提升我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義”。

中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航專(zhuān)項(xiàng)管理辦公室研究員楊強(qiáng)文表示，該項(xiàng)目突破了室內(nèi)導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)，是導(dǎo)航技術(shù)自主創(chuàng)新的重要突破，可與北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行綜合應(yīng)用，提升北斗產(chǎn)業(yè)應(yīng)用競(jìng)爭(zhēng)能力。

“對(duì)我們成果的肯定，也是對(duì)我們未來(lái)的鞭策。”據(jù)鄧中亮介紹，與美國(guó)GPS相比，我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)雖然起步較晚，且在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中優(yōu)勢(shì)還不明顯，但我國(guó)擁有世界上最大的手機(jī)用戶群和最多的基站，未來(lái)中國(guó)市場(chǎng)是北斗系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展的最大支撐。中國(guó)正在積極構(gòu)建以古代神話中太陽(yáng)神“羲和”命名的廣域室內(nèi)外高精度定位導(dǎo)航系統(tǒng)。“羲和”系統(tǒng)中衛(wèi)星導(dǎo)航位置服務(wù)將拓展到室外和室內(nèi)全覆蓋、高精度、大眾手機(jī)應(yīng)用上，極大地?cái)U(kuò)充了導(dǎo)航位置應(yīng)用的范圍和深度，將創(chuàng)造更大的市場(chǎng)空間。

按照系統(tǒng)研制的時(shí)間表，首先要在北京郵電大學(xué)內(nèi)部建成原理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)，2013年建設(shè)200平方公里的示范網(wǎng)，之后將在8個(gè)城市建設(shè)試驗(yàn)網(wǎng)，2013～2014年，將在全國(guó)推廣，并開(kāi)展與美歐的合作。

“天津的消防應(yīng)急平臺(tái)建成后，我們將會(huì)針對(duì)多種用戶需求，探討相應(yīng)的商業(yè)模式，以快速推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)化。中國(guó)的北斗要成為全世界的北斗，除了政策支持，還必須要有一套合理的政策措施，包括來(lái)自技術(shù)和產(chǎn)業(yè)方面的支持，以實(shí)現(xiàn)其順利運(yùn)營(yíng)。”

2012年3月，我國(guó)手機(jī)用戶數(shù)已經(jīng)達(dá)到10億規(guī)模，這是一個(gè)龐大的應(yīng)用市場(chǎng)。依托于此，據(jù)估計(jì)，到2020年，室內(nèi)外位置服務(wù)系統(tǒng)將成為創(chuàng)造上千億元的產(chǎn)業(yè)鏈。“要實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)，我們必須保持室內(nèi)外無(wú)縫定位系統(tǒng)的領(lǐng)先狀態(tài)，即從技術(shù)到產(chǎn)業(yè)都能夠形成很強(qiáng)的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力和核心競(jìng)爭(zhēng)力。并形成衛(wèi)星導(dǎo)航服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)體系，推動(dòng)國(guó)際導(dǎo)航定位領(lǐng)域的發(fā)展，為全世界導(dǎo)航與位置服務(wù)發(fā)展提供支撐。只有這樣，中國(guó)才不光是一個(gè)導(dǎo)航大國(guó)，更將是一個(gè)導(dǎo)航強(qiáng)國(guó)。”

成功是過(guò)去時(shí)，努力是進(jìn)行時(shí)

1980年代，鄧中亮曾在湖南衡山專(zhuān)用汽車(chē)制造廠從事技術(shù)工作。1987年，他已經(jīng)做到第六分廠副廠長(zhǎng)。為了提升自己的技術(shù)能力和理論基礎(chǔ)，他選擇了繼續(xù)學(xué)習(xí)。探索鉆研，是自己的興趣，也是國(guó)家需要。

鄧中亮博士后出站后，他的研究就與多媒體通信連在了一起。“都說(shuō)十年磨一劍，十年的時(shí)間把劍磨好，也是很不容易的事情。”十多年間，鄧中亮獲得過(guò)國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，獲得省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)10余項(xiàng)，申請(qǐng)國(guó)家專(zhuān)利60余項(xiàng)。但是鄧中亮說(shuō)，“成果都是過(guò)去時(shí)，怎樣進(jìn)一步發(fā)展才是我們這個(gè)團(tuán)隊(duì)需要努力的方向。”

鄧中亮說(shuō)，有實(shí)力就有話語(yǔ)權(quán)。中國(guó)有10億手機(jī)用戶，北斗和GPS的主要消費(fèi)市場(chǎng)都在中國(guó)。要想超越對(duì)方，就要投入百分之百的精力和足夠的時(shí)間。“人的一生當(dāng)中做好一件兩件有意義的事是很值得的。”

2012年3月，“城市室內(nèi)外高精度定位導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)與原型系統(tǒng)”項(xiàng)目通過(guò)鑒定，同時(shí)也給他們帶來(lái)更多期待的目光和無(wú)形壓力。鄧中亮說(shuō)：“成果屬于昨天，只有堅(jiān)持不懈努力才能做到最好。”

2012年10月25日，第16顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射升空，它與之前發(fā)射的15顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星一起組網(wǎng)運(yùn)行，形成了覆蓋亞太大部分地區(qū)的區(qū)域服務(wù)能力。我國(guó)科技部已提出建設(shè)“羲和”系統(tǒng)，廣域室內(nèi)外高精度定位服務(wù)系統(tǒng)是“羲和”系統(tǒng)的重要組成部分，有了“羲和”，北斗系統(tǒng)將可實(shí)現(xiàn)室外亞米級(jí)、城市室內(nèi)優(yōu)于3米的無(wú)縫定位。到2020年，北斗可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類(lèi)用戶提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)。而到那時(shí)，“羲和”將作為北斗從GPS手中爭(zhēng)取擁躉的一個(gè)利器，為全世界的用戶找準(zhǔn)位置。