通信導航融合定位技術發展綜述

鄧中亮，王翰華，劉京融

(北京郵電大學電子工程學院，北京 100876)

0 引言

習近平總書記十九大報告中提出建設智慧社會。泛在的高精度時空信息是智慧社會建設的核心基礎，已成為國家安全、經濟建設的關鍵，在未來社會中將扮演重要角色,例如：

1)賦能安全生產，實時監控工人、裝備位置，預測生產態勢，使救援模式從被動響應變為主動防御；

2)賦能智能制造，實現工廠高效無人化運行，提升生產效率；

3)賦能智慧農耕，實現大農業區范圍的無人化作業，降低人工成本；

4)賦能智慧交通，實現自動駕駛和車輛與設施的智能調度，緩解交通壓力，提高運行效率；

5)賦能物流運輸，構建基礎設施體系，支撐無人車、無人機精確控制與監管；

6)賦能智慧醫療，提升疫情預警與防控效率，增強病患關護能力。

目前，全球衛星導航系統(Global Navigation Sa-tellite System，GNSS)在室外可提供高精度位置服務，但在室內、山區、地下等障礙物遮蔽環境下存在信號覆蓋盲區,僅依賴GNSS進行定位難以滿足泛在的高精度時空信息需求。同時，獨立工作的GNSS接收機需要10s級的初始定位時間，也存在定位服務延遲較長的問題。

通信導航融合定位技術成為解決室內定位問題、增強位置服務能力的有效手段。近年來，由于無線通信技術的普及，以移動通信網絡為代表的無線網絡已經成為人們生活的必需品，我國2G、3G、4G網絡已經在城市、鄉村、道路等區域達到了90%以上的覆蓋率。研究者將無線網絡作為解決室內定位問題的手段，利用無線網絡在室內場景中實現精準的定位導航，與GNSS結合形成泛在、高精度的時空信息感知能力。因此，通信與導航的融合已經成為了當下的研究熱點。

本文首先闡述了通信與導航的融合方式，討論了無線網絡通信導航融合定位技術面臨的挑戰，并重點分析了幾種常用無線網絡通信導航融合定位技術的發展現狀，然后討論了多網融合的作用，闡述了北斗與5G結合產生的增強效應，最后討論了通信與導航融合的未來發展趨勢。

1 通信與導航的融合

通信與導航的融合可分為以下三種方式：1)導航系統對通信系統的增強；2)通信系統對導航系統的增強；3)無線網絡的通信導航一體化融合。

1.1 導航系統對通信系統的增強

如圖1所示，導航系統提供的高精度時空信息可賦能通信系統，提高網絡運行效率與安全性。例如：

圖1 導航系統對通信系統的增強示意圖Fig.1 Schematic diagram of enhancement of the communication system by the navigation system

1)GNSS可以為通信網絡提供高精度納秒級甚至亞納秒級的網絡時間同步，用于提升通信網絡運行的安全性和穩定性；

2)高精度的終端位置信息還能夠輔助通信系統提高移動管理效率和天線波束管理準確性，增強網絡運行效率。

1.2 通信系統對導航系統的增強

如圖2所示，通信系統可作為導航輔助信息與增強信息的傳輸通道，對導航系統進行增強。例如：

圖2 通信系統對導航系統的增強示意圖Fig.2 Schematic diagram of enhancement of the navigation system by the communication system

1)輔助GNSS(Assisted GNSS，A-GNSS)技術，利用通信網絡轉發導航電文、概略位置、時間信息和頻率信息等至用戶終端，輔助融合終端接收衛星信號，減少捕獲時間，提高靈敏度；

2)差分增強系統也可使用通信網絡作為改正數等增強信息的傳輸通道，提高終端的定位精度。

這種方式下定位服務仍然依靠導航系統實現，并不能解決室內、山區、地下等環境下的定位問題。

1.3 無線網絡的通信導航一體化融合

通信和導航的一體化融合是指使同一套系統實現兩方面功能,我國北斗衛星導航系統的短報文功能是這一融合方式的典型案例,但更多的融合還是用于地面無線通信網絡實現定位功能，解決衛星定位系統的室內服務盲區問題。例如：

1)藍牙技術除了用于設備間通信外，還能通過接收信號強度指示(Received Signal Strength Indication，RSSI)和信號到達角度(Angle of Arrival，AOA)進行終端定位；

2)Wi-Fi技術除了無線路由外，也可支持基于RSSI、AOA和信號飛行時間(Time of Flight，TOF)的定位；

3)超寬帶(Ultra-Wideband, UWB)技術作為無線個域網(Wireless Personal Area Network，WPAN)通信技術也支持基于TOF的定位；

4)移動通信網絡則支持小區標識法(Cell-ID)和基于信號到達時間差(Time Difference of Arrival，TDOA)、TOF以及AOA等多種觀測信息的定位方法，還設計了專用的定位參考信號(Positioning Reference Signal，PRS)以支持更高精度的終端定位。

無線網絡通信導航融合定位技術已經成為了解決室內定位問題的主要手段之一。

2 無線網絡通信導航融合定位技術面臨的挑戰

無線網絡通信導航融合定位技術面臨以下幾方面挑戰：

1)可測性。在室內、山區和地下等環境下具有信號被遮擋和反射面多的特點，導致多徑干擾嚴重、非視距問題頻發，對無線信號的測量帶來極大挑戰。

2)可靠性。單一網絡存在覆蓋盲區，需要融合多種網絡實現高可靠的定位，但不同網絡之間在基準、觀測量、方式、能力上都存在明顯差異，如何融合異構的多種網絡實現定位能力的提升是面臨的一大挑戰。

3)精確性。傳統無線網絡通信導航融合方法采用非連續信號測量，在測距精度上具有先天不足，實現厘米級的測距能力還需要進一步技術突破。

4)魯棒性。主流的導航控制與決策方法中測算技術獨立實現，通信導航融合后可與關聯大數據、智能控制等實現一體化整合，但相應技術仍需進一步研究。

5)實時性。未來將面臨秒級響應和千億量級的位置服務訪問需求，巨量位置感知計算的實時性處理則是必須克服的挑戰。

3 無線網絡通信導航融合定位技術發展現狀

3.1 藍牙定位

藍牙技術是一種常用的短距離無線技術標準，工作于非授權ISM(Industrial Scientific Medical)頻段，主要用于WPAN，由藍牙技術聯盟(Bluetooth Special Interest Group，Bluetooth SIG)進行管理和標準化，早期的1.1和1.2版本曾被電氣與電子工程師協會(Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE)作為802.15.1標準，但后續版本仍主要由Bluetooth SIG進行標準化。藍牙定位技術的演進過程如圖3所示。

圖3 藍牙定位技術演進過程Fig.3 The evolution process of Bluetooth positioning technology

作為一種最初僅為通信功能創立的無線技術標準，藍牙在定位方面的發展可分為3個階段：

1)2002年,藍牙1.1即IEEE 802.15.1-2002標準中引入了對RSSI的測量功能，使得基于藍牙可以實現信號強度的指紋匹配定位，或通過路徑損耗模型計算信號傳播距離后的三邊定位，定位誤差可達數米，但這一階段的藍牙技術功耗較高，難以支撐長時間的信號收發，實際應用能力較差。

2)2010年,藍牙4.0版本低功耗藍牙(Blue-tooth Low Energy，BLE)協議推出，極大降低了藍牙設備的續航時間，至2013年后蘋果公司等多家公司相繼推出了藍牙信標(Beacon)產品，使得藍牙定位網絡的部署成本極大降低，但這一階段藍牙仍然主要依靠RSSI進行定位，在階段部署密度較高的情況下，定位精度最高能達到米級。

3)2019年，藍牙5.1標準中加入了對AOA和信號離去角度(Angle of Departure，AOD)的支持，融合RSSI和AOA測量結果可提高定位精度，能夠提供亞米級的定位精度，如圖4所示。

圖4 藍牙5.1的AOA測量示意圖[23]Fig.4 Schematic diagram of AOA measurement using Bluetooth 5.1[23]

藍牙定位存在兩方面問題：1)BLE信號帶寬僅為2MHz，在室內環境中受到多徑干擾嚴重，定位精度的進一步提高較為困難；2)藍牙技術面向WPAN設計，Beacon節點覆蓋范圍一般僅為10m左右，如需大范圍無縫定位服務則需要部署巨量節點，成本較高。

3.2 Wi-Fi定位

Wi-Fi是一種基于IEEE 802.11標準的無線局域網(Wireless Local Area Network，WLAN)技術。Wi-Fi定位技術的演進過程如圖5所示，也可分為3個階段：

圖5 Wi-Fi定位技術演進過程Fig.5 The evolution process of Wi-Fi positioning technology

1)1999年,最初的幾種Wi-Fi版本都支持基于通信信號的RSSI，可進行指紋匹配或三邊定位，但與藍牙不同的是，基于IEEE 802.11a的Wi-Fi和之后的多數版本都采用正交頻分復用調制(Ortho-gonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)技術，可以提供信道狀態信息(Channel State Informa-tion，CSI)，CSI相比RSSI具有更高維度，能夠提供亞米級的指紋定位精度，但CSI特征會隨時間動態變化，導致定位精度隨時間延長而降低；

2)2009年發布的基于IEEE 802.11n標準的Wi-Fi 4版本中，加入了對天線陣列多入多出技術(Multiple Input Multiple Output，MIMO)的支持，可以實現基于AOA的三角定位，可提供米級的定位精度；

3)在IEEE 802.11-2016版本發布后，Wi-Fi加入了精密定位測量(Fine Time Measurement，FTM)，支持往返時間(Round-Trip Time, RTT)的測量，與RSSI融合可以支撐更為準確的距離測量，與AOA結合則可以使單接入點在小范圍內提供亞米級的定位精度，如圖6所示。

圖6 Wi-Fi的FTM協議RTT測量流程示意圖[32]Fig.6 Schematic diagram of Wi-Fi FTM protocol RTT measurement[32]

Wi-Fi定位技術的問題在于Wi-Fi標準面向WLAN設計，信號覆蓋范圍為10m級，且不具有類似于藍牙Beacon的小型化節點，導致進行大范圍覆蓋需要極高的建設成本。

3.3 UWB定位

UWB技術是一種短距離、低功耗、大帶寬的無線技術，主要用于WPAN通信。在定義上，相對帶寬大于0.2的無線技術都能稱為UWB技術，但是在當前應用中，使用較為廣泛的是IEEE 802.15.4a標準中規定的基帶窄脈沖UWB技術。

UWB技術在定位上的優勢在于其信號具有最低499.2MHz的大帶寬，使得該技術具有較高的時間分辨率和較強的抗多徑能力，同時UWB信號支持雙向測距(Two-Way Ranging，TWR)協議獲得TOF觀測信息，基于三邊定位可實現厘米級的定位精度。

UWB定位技術的問題包括兩方面：1)與藍牙、Wi-Fi等技術相同，信號覆蓋范圍較小，大規模覆蓋需要極高的網絡建設成本；2)現有終端對UWB的支持較少，絕大多數終端都不支持UWB技術。

3.4 移動通信網絡定位

移動通信網絡作為現今應用最為廣泛的廣域通信網絡之一，在城市、鄉村、道路等區域實現了廣域覆蓋，依托該網絡進行通信導航融合，可實現高精度定位，能夠避免大規模通信導航融合專用網絡的建設，極大降低了網絡建設成本。移動通信網定位技術的演進過程如圖7所示。

圖7 移動通信網定位技術演進過程Fig.7 The evolution process of mobile communication network positioning technology

3.4.1 1G/2G/3G網絡定位技術

1G網絡采用模擬通信，各國之間也沒有統一的標準，但在當時也有研究者借助移動通信網進行定位。例如，TruePosition公司在美國的1G網絡高級移動電話系統(Advanced Mobile Phone System，AMPS)上通過加裝設備實現了上行信號的TDOA測量與終端位置估計，該方案在基站側安裝信號接收機，監聽終端播發的特定撥號并記錄信號到達基站的時間，利用相鄰基站間的時間相減獲得TDOA觀測信息并對終端進行三邊定位，定位精度約600英尺(182.88m)；Grayson公司采用類似的方案，但在基站側加裝的接收機上使用天線陣列，在TDOA觀測信息之外增加了對終端上行信號AOA觀測信息的支持，實現了三邊與三角的融合定位，使平均定位精度提高到108m。

在2G時代，由于美國聯邦通信委員會(Federal Communications Commission，FCC)在1996年頒布E911法案后，要求電信運行商必須為用戶提供應急呼叫時的定位服務，導致移動通信網開始進行通信與導航的融合。歐洲的全球移動通信系統(Global System for Mobile Communications， GSM)網絡標準采用時分多址(Time Division Multiple Access，TDMA)方式，終端與基站之間的通信過程需要測量時間提前量(Timing Advance，TA),即信號從基站傳播至終端的時延，因此在定位方面GSM網絡除了支持最基礎的Cell-ID方法外，還支持Cell-ID+TA、UTOA和E-OTD等多種基于測時的定位方法。最基礎的Cell-ID定位方式將終端位置定位在當前接入的小區的基站位置，并且由于GSM網絡支持TA的測量，因此GSM網絡還可支持在Cell-ID定位中加入TA計算終端與基站間的距離，將終端定位在小區基站朝向的相應距離處，但受到小區大小和TA測量精度的影響，該方法的定位誤差高于100m。而UTOA(Uplink TOA)技術則采用類似AMPS中定位的方式，通過在基站上加裝位置測量單元(Location Measurement Unit，LMU)接收終端隨機接入信道(Random Access Channel，RACH)的突發脈沖，并記錄到達時刻，利用到達時刻之間的差值計算終端位置。而E-OTD(Enhanced Observed Time Difference)技術則是由基站播發信號，終端通過記錄來自不同基站的廣播控制信道(Broadcast Control Channel，BCCH)的到達時刻,記錄時間差，再通過TDOA進行三邊定位。UTOA和E-OTD兩種方法都使用TDOA進行定位，由于E-OTD采用下行信號，在信號功率上具有一定優勢，因此兩者在定位精度上有微弱區別，但兩種方法的定位誤差都高于50m。而另一項常用的2G網絡IS-95中,則使用了一種在原理上與E-OTD類似的技術進行終端定位，并命名為高級前向鏈路三角定位(Advanced Forward Link Trilateration，AFLT)，在定位精度上也與E-OTD相近，僅能提供幾十米至上百米的定位精度。

3G時代的通用移動通信系統(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)網絡標準仍然保留了Cell-ID定位方法，并支持通過測量下行專用物理信道(Dedicated Physical Channel，DPCH)和上行專用物理控制信道(Dedicated Physical Control Channel，DPCCH)的信號到達時間實現RTT的測量，可與Cell-ID結合確定終端位置，但定位精度仍然在幾十米至百米量級。此外，UMTS中還新規定了觀測到達時間差(Observed TDOA，OTDOA)定位方法，由基站進行信號播發，終端接收不同基站的公共導頻信道(Common Pilot Channel， CPICH)并記錄信號到達時間差以計算定位結果，定位誤差在幾十米量級。也有研究人員使用我國的TD-SCDMA網絡實現了Cell-ID和OTDOA定位，定位精度與UMTS網絡相近。而另一項3G網絡標準CDMA2000則沿用了IS-95的AFLT方法，定位精度仍為幾十米量級。

綜合上述方法可以發現，早期移動通信網絡的通信導航融合中定位功能的實現主要依賴于通信過程中本身所需的導頻或控制信號，定位精度較低。

3.4.2 4G網絡定位技術

4G時代的長期演進技術(Long Term Evolu-tion，LTE)網絡標準與之前的移動通信網在通信導航融合上最大的不同在于LTE網絡定義了專用的PRS。該信號是一組經過正交相移鍵控(Quadrature Phase Shift Keying，QPSK)調制的Gold偽隨機序列，資源映射過程中PRS所映射到的資源單元根據梳狀結構排列，并不占用全部帶寬，如圖8所示，經OFDM調制后由基站播發，終端可在本地產生相同的序列并進行相關運算，根據相關峰的位置確定信號的到達時刻。

圖8 LTE網絡中1個資源塊內可映射PRS的資源單元Fig.8 Resource elements that can map PRS in LTE resource block

終端接收臨近的多個基站播發的PRS并記錄其到達時刻，計算TDOA后就可以通過多邊定位確定終端位置，該方法在標準中同樣被稱為OTDOA方法，專用的定位信號顯著提高了定位過程的靈活性和到達時刻測量的準確性，定位精度可優于50m，但仍然在幾十米的量級。此外，LTE網絡明確了Cell-ID方法與Cell-ID和RTT融合定位方法的區別，并將Cell-ID和RTT融合方法稱為增強小區標識(Enhanced Cell-ID，E-CID)。與UMTS網絡不同的是，LTE網絡中還增加了上行到達時間差(Uplink TDOA，UTDOA)方法，基站可以通過接收終端播發的上行探測參考信號(Sounding Reference Signal，SRS)并計算信號到達不同基站的時間差進行定位，但由于SRS本身主要服從終端上行信號的功率分配，其功率并不能保障距離較遠的基站接收，因此存在可聽性問題，定位精度較低。

可以發現，LTE網絡雖然比之前的1G、2G、3G更加注重定位功能并設計了專用的定位信號，但是由于信號帶寬最大僅為20MHz并且基站間距在百米級，因此定位精度仍然較低。

3.4.3 5G網絡定位技術

隨著物聯網和位置服務應用需求的發展，研究者與廠商們逐漸意識到了使用移動通信網絡在室內、地下等場景中實現高精度定位所具有的市場潛力，國際移動通信網標準制定組織3GPP(3rd Generation Partnership Project)在2016年就明確了5G網絡標準將支持高精度定位能力，將在2022年凍結的Release 17標準更期望為工業互聯網場景提供90%情況下0.2m的定位精度。5G新空口(New Raido，NR)網絡標準在通信導航融合定位方面具有大帶寬、超密集組網和大規模天線陣列等多方面先天優勢，信號帶寬的增加(低于6GHz頻段信號帶寬可達100MHz，毫米波頻段信號帶寬可達400MHz)使得5G信號獲得了更強的抗多徑能力，同時5G網絡中基站間距可縮小至10m級，極大提高了信號的可聽性，保障了高質量信號的接收，而大規模天線陣列則為5G網絡帶來了信號角度觀測信息的測量能力，實現了基于角度的定位方法。

區別于LTE網絡，5G在保留了E-CID方法的基礎上，將OTDOA方法演進為下行TDOA(Downlink TDOA，DL-TDOA)，將UTDOA方法演進為上行TDOA(Uplink TDOA, UL-TDOA)，并增加了多往返測距(Multi-RTT)方法、下行信號離去角度(Down-link AOD，DL-AOD)方法和上行到達角度(Uplink AOA，UL-AOA)方法，極大豐富了移動通信網絡支持的定位方法種類。

5G網絡對SRS進行了改進，增加了專用于定位的配置方式，可在上行信號最大發射功率下播發SRS，保障了信號的可聽性，提高了UL-TDOA定位能力。此外，SRS可聽性的提高使得5G可與周邊基站都進行RTT測量，在Multi-RTT方法中，基站和終端分別記錄收發PRS與SRS的時刻，并通過計算獲得終端和基站間的RTT實現三邊定位。

大規模天線陣列使得5G網絡可支持基于角度的定位方法。UL-AOA方法中，臨近終端的多個基站可以依靠基站天線陣列測量SRS的到達角度后估計終端位置。DL-AOD方法則將下行信號離去的波束方向作為終端與基站間的角度用于三角定位。

北京郵電大學鄧中亮教授團隊在科技部“羲和計劃”支持下形成的TC-OFDM定位信號體制的基礎上，在國家重點研發計劃“室內混合智能定位與室內GIS技術研究及示范應用”項目的支持下提出了隱嵌信噪定位技術，極大提升了移動通信網定位能力，形成了5G共頻帶PRS，并在天津搭建了基于5G網絡的室內外無縫定位示范系統，成為了國際5G高精度定位標準。相比4G網絡，5G網絡PRS得到了如下增強：

1)5G網絡中映射PRS的資源單元的間隔可小至2個子載波，而LTE網絡中PRS僅支持資源單元頻率間隔為6個子載波的梳狀結構，使得5G PRS在相同帶寬下占用的頻譜資源能達到4G PRS的3倍，5G PRS的抗干擾能力得到顯著提高；

2)在時間資源方面，5G PRS可以占用連續的12個符號，而4G PRS在一個子幀內(共14個符號)僅能映射在7個符號上，5G極大地增加了PRS的序列長度，如圖9所示，提高了抗噪聲能力，還延長了信號播發時間，為信號的跟蹤打下了基礎；

圖9 5G網絡中1個資源塊內可映射PRS的資源單元Fig.9 Resource elements that can map PRS in 5G resource block

3)5G PRS還縮短了循環間隔，可支持PRS的循環連續播發，而LTE網絡的PRS前后2個周期之間需要間隔最少4個子幀；

4)5G PRS增加了對功率的配置功能，而4G PRS僅能以通信信號相同功率進行播發，5G可支持PRS以極低功率隱嵌在通信信號的背景噪聲下，實現通信和定位信號的同頻共載，在不影響通信能力的情況下進行定位信號的連續播發。

隱嵌信噪定位技術將定位信號以極低功率隱嵌在通信信號的背景噪聲下，實現通信和定位信號的同頻共載與共時復用，在不影響通信能力的情況下可實現定位信號的長時間連續廣播，能夠支持終端對信號的連續跟蹤與高精度TDOA測量，使得5G網絡DL-TDOA定位精度得到極大提高。

鄧中亮教授團隊基于5G網絡隱嵌式的共頻帶PRS實現了優于0.1m的高精度定位，而國際上其他5G定位方法精度僅為亞米級。

移動通信網定位精度在5G時代迎來了巨大提升，能夠實現厘米級的室內定位精度，已經成為解決室內定位問題的答案之一，是泛在的高精度時空信息服務的有效支撐。

3.5 無線網絡通信導航融合定位技術對比分析

藍牙、Wi-Fi和UWB等局域或個域網定位技術能夠支撐小范圍的高精度定位，在移動通信網2G、3G、4G時代定位精度較低時起到了重要的補充作用。但隨著5G網絡的逐漸完善，移動通信網定位技術不僅在定位精度上實現了超越，同時由于運營商本身需要搭建廣域覆蓋的5G通信網絡，因此免去了專用定位網絡建設成本，在應用前景上具有明顯優勢，是現今解決室內泛在高精度定位問題的有效手段。無線網絡定位技術對比如表1所示。

表1 無線網絡定位技術對比

4 多網融合定位導航

雖然5G網絡通信導航融合技術與其他局域和個域網絡相比具有明顯優勢，但藍牙、Wi-Fi和UWB的定位技術仍然具有重要意義。

單一網絡存在盲區，多種網絡的融合是解決無縫位置服務問題的重要手段。一方面，已經部署了的基于藍牙、Wi-Fi和UWB技術的定位網絡可以與5G網絡進行融合，提供冗余觀測信息，提高定位精度；另一方面，在5G網絡信號覆蓋較差的室內區域，也可以通過部署藍牙、Wi-Fi和UWB節點作為定位信號的補充，以提供連續的定位結果。

5 北斗+5G的增強PNT服務

5G網絡的高精度定位能力使得北斗與5G的融合能夠提供室內外無縫的高精度定位服務，將產生巨大的增量效應，使定位導航的產業化走向位置服務的商業化。

5G可為北斗系統帶來室內定位服務補充和雙重覆蓋區域的精度增強，以及高速實時輔助信息傳輸能力，改變現有衛星導航系統服務盲區多、室內/地下定位難、抗欺騙能力弱的現狀，使北斗系統具有區別于其他三大導航系統的差異化服務優勢，為北斗走向全球服務提供有力支撐。

北斗則為5G帶來了高精度時空基準和室外廣域定位服務覆蓋，為萬物互聯提供了精確的時空信息感知能力支撐，為5G服務的產業化應用提供了重要抓手。

6 未來發展趨勢

6.1 天地一體定位導航與授時體系

未來低軌衛星網絡將能與北斗、地面無線網絡共同組成天地一體定位導航與授時體系，如圖10所示。

圖10 天地一體定位導航與授時體系Fig.10 System of space-ground integrated positioning, navigation and timing

低軌衛星網絡憑借更多的衛星數量(數千甚至上萬顆衛星)可以與GNSS結合提供更高精度的室外定位服務，還能與地面無線網絡融合在邊遠地區提供低成本的通信數據覆蓋，滿足高精度位置服務需求。

天地一體網絡為高質量無縫位置服務提供了基礎，需要在系統深度融合方面進行研究，建立泛在、無縫、通導一體化位置服務基礎設施，實現精準、可信空間信息的時空連續支撐。

6.2 仿生通信定位導航

仿生通信定位導航是未來通信導航融合定位技術的重要發展方向，是解決傳感器小型化和導航決策智能化的潛在手段。

對昆蟲、鳥類等動物導航行為、協作機制以及功能性神經細胞的研究將為終端間協同與終端自主導航技術研究提供新的思路；仿生光羅盤、仿生磁羅盤、仿生復眼等仿生傳感器是取代現有導航傳感器，提供更高準確度航向與位姿信息的潛在手段；而多智能體協同、群智決策、導航經驗知識表達、多源異質導航信息柔性融合等仿生技術，則可能在未來提供準確性與實時性更強的位置感知能力。

7 總結

通信導航融合定位技術作為當下導航領域的研究熱點之一，獲得了極大進步，移動通信網定位技術在5G時代的巨大提升使得泛在高精度時空信息的獲取更加便利。藍牙、Wi-Fi、UWB等網絡能夠在5G網絡信號較差區域提供信號補充，實現室內無縫高精度定位。5G和北斗衛星導航系統的融合則可以激發彼此，形成增量效應，使定位導航的產業化走向位置服務的商業化。

但是，通信導航融合定位技術仍有很大研究空間：

1)5G網絡自身定位能力還未充分釋放，進一步提高信號的抗多徑、抗噪聲能力，降低站間同步誤差影響，準確識別非視距信號等方法都能夠使5G網絡定位精度獲得進一步的提高；

2)天地一體化定位導航與授時體系與基礎設施建設是未來精準、可信、時空連續的空間信息獲取的關鍵支撐；

3)仿生通信定位導航技術則是通信導航融合定位技術未來發展的關鍵方向之一，是解決傳感器小型化和導航智能化問題的潛在手段。