“引星入地”，实现0.1米精度泛在定位

　　——2025年度河北科学技术奖巡礼（一）

　　4月23日上午10时，在中国电科网络通信研究院，记者跟随综合时空网络与装备技术全国重点实验室（以下简称“综合时空全国重点实验室”）室内导航方向带头人蔚保国，驾车进入地下停车场。

　　蔚保国打开自研软件，位置光标实时显示，车辆精准找到车位。记者环顾四周，既看不到错综复杂的布线，也没有爬满墙面的通信设备。一个小盒子，两个悬挂在车道上方的圆盘形天线，就是实现室内导航的所有装备。

　　4月22日，这项新的室内导航技术获得2025年度河北省科技进步奖一等奖。

　　“室内环境较室外更加复杂，钢筋水泥会把卫星信号屏蔽得‘干干净净’，很难满足位置服务的需求。”蔚保国说，全球范围内，要实现优于1米的室内外无缝定位，尚缺乏标准化、规模化的卫星覆盖方案。

　　2015年，综合时空全国重点实验室依托“十三五”国家重点研发计划项目，启动北斗室内定位技术研究工作，决心探索室内这片北斗定位“盲区”。

　　“引星入地”，是他们探索的方案。“它并不是让卫星信号真的穿透地层，而是通过室内定位基站和地面通信网络，把北斗导航信号‘搬运’或者‘模拟’到地下。”蔚保国说。

　　但克服多径信号干扰却让团队伤透脑筋。

　　在室内，电磁波会因墙面、玻璃、金属等物体的反射，产生多条传输路径，使信号到达接收端时存在多个不同路径的反射信号叠加，定位精度大打折扣。

　　“这个难题困扰了我们一年多，大家尝试了很多不同类型的算法和方案，但效果都不理想。”蔚保国回忆。

　　屡次试验失败后，一次头脑风暴时有人提出，既然单一信号不可靠，为什么不把所有信号都收集起来，相互校验？

　　“可行！”经过一番论证，大家迅速行动起来。

　　在实验室室内定位试验场，屋顶上悬挂着多个天线，状若星辰，地面用1米见方的网格勾勒经纬。

　　“将多源位置观测信息融合在一起，可以算出人或车更精准的位置。”项目团队骨干李隽解释，好比一个人站在群山环抱中，每个山头观测到的位置都不同。1个人观测和10个人观测相比，观测点位越多，被观测位置的精准性就越高。

　　历经多年研究，团队形成了一套拥有自主知识产权的定位算法，相关系列标准也由此诞生。

　　算法突破了，系统调试也是块难啃的“硬骨头”。

　　不同于实验室，现实环境复杂、情况多变，团队只能根据实际环境不断优化系统。

　　“每次路测都在找漏洞。”项目团队骨干张衡说，那段时间，他们往往是一早揣着饭和矿泉水来到测试现场，晚上八九点才出来，回来后还要开会、分析数据。

　　研发，路测，找漏洞，修复，再研发……历经上百次测试改进，他们最终实现了对市面各类导航定位芯片的完美适配，使各类已有终端均可以实现北斗室内外无缝高精度定位。

　　2020年，北斗微基站室内混合定位系统研发成功。在室内开阔区域，静态定位优于0.1米、动态定位优于0.5米；在室内外交替区域，可实现信号自适应无缝切换，室内外连续定位精度优于1米。

　　但要想下“书架”、上“货架”，还需市场投票。“一开始跑了不少客户，很多人还不了解这套系统，没少吃闭门羹。”蔚保国说。

　　四处碰壁后，省科技厅科技冬奥专项项目为他们添了“一把火”。

　　2021年冬天，在国家重点研发计划和科技冬奥项目支持下，北斗微基站室内混合定位系统走进北京冬奥会的“雪如意”场馆。赛事期间，工作人员只要随身携带一个比手掌还小的一体化终端设备“时空盒”，便可实现室内外高精度无缝定位与导航。

　　在“雪如意”的成功应用，让北斗微基站室内混合定位系统在业内声名鹊起。截至目前，该系统已在石家庄正定国际机场、北国奥特莱斯、天津港码头、保定特高压电厂等地落地示范，并制定发布我国首套室内定位团体标准以及北斗伪卫星信号格式专项标准。

　　以中国科学院院士、北斗卫星导航系统工程副总设计师杨元喜为组长的专家组对该成果给予了高度评价，他们一致认为该项目整体技术达到国际先进水平，其中北斗室内阵列微基站和北斗用户终端室内定位IP软核技术属国际首创。

　　但研发团队的脚步没有停下。

　　雄安新区规划之初就提出要建设“地下一座城”。“‘地下城’的精准管理，离不开高精度的定位与导航。”蔚保国说，为服务雄安新区高质量建设和发展，他们不断迭代技术，推进北斗微基站在隧道、地下、停车场等遮蔽空间的应用。

　　如今，在雄安科学园地下停车场，该系统已覆盖约8000平方米，使用普通手机即可实现平均优于2米的地上地下连续导航定位。

　　蔚保国告诉记者，基于前期示范成效，他们正进一步研究北斗微基站低成本化、部署运维的AI辅助自动化等问题，让科研更多服务人们的生产生活。（河北日报记者 王璐丹）