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5G和北斗为什么要融合起来 高精定位能做些啥

2023-06-05  光明日报  
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5G+北斗”,高精定位能做些啥

近日,工业和信息化部批复中国移动使用其4.9GHz部分5G频率资源在国内有关省份开展5G地空通信(5G-ATG)技术试验。该技术将在地面与飞机机舱间建立地空通信链路,使乘客在机舱内通过无线局域网接入方式访问互联网,这将进一步提升5G网络覆盖的空间维度,更好满足航空旅客日益增长的空中访问互联网需求。

从地面到高空,5G网络的覆盖范围越来越广。覆盖如此广泛的5G网络,除了通信,能否有其他用途呢?对此,北京邮电大学教授邓中亮的答案是“能”。

“5G+北斗”,正是邓中亮给出的答案。“5G是地上的网,北斗是天上的网,将两者融合实现‘通导一体化建设’,能够带来海量的高精度、高时效的地理大数据。”邓中亮表示。

 

与5G通信网络一样,北斗卫星导航系统是我国又一“大国重器”。从1994年起,北斗一号卫星导航系统立项研制建设,经过“三步走”战略,北斗卫星导航系统已经成为全球四大卫星导航系统之一,向全球范围用户提供服务。

为什么要将5G和北斗融合起来

“‘5G+北斗’,能够实现室内外的无缝定位。”邓中亮表示,“虽然卫星导航定位解决了室外空旷区域定位的基本需求问题,在室外空旷区域北斗系统已经能够提供较为可靠的定位性能,但其信号无法覆盖室内且对环境免疫性较差,难以满足室内定位以及室外遮挡等复杂区域定位的需求。”

邓中亮向记者介绍,由于卫星定位信号强度弱、易受遮挡等环境因素干扰,难以在室内进行定位是世界各国亟待解决的难点。

天上的卫星信号难以进入室内,但地面的通信信号却几乎无处不在。那么,通信信号能用于定位导航吗?针对这个问题,邓中亮及其团队提出了“5G+北斗”的“通导融合”思路。

“‘通导融合’,就是用移动通信网来做定位导航。”邓中亮向记者介绍,“原来只有室外才有卫星信号,室内没有,但现在用通信信号替代卫星信号,定位服务就可以从室外‘跑’到室内来了。”邓中亮表示,让原本只用于通信的地面基站也能提供定位功能,两者的信号覆盖互为补充,就能大大提高位置服务能力。

“通导融合”的思路不仅能够提高定位信号覆盖的广度,还能够大大增强定位的精度。

“目前卫星定位导航,利用四颗卫星就能算出你的位置,定位的精度可以达到十米左右。但想要进一步提高精度到米级、分米级、厘米级,就必须有星基、地基等增强体系。不过这些增强信号,在室内、地下、城市峡谷等区域还是无法精准定位。”邓中亮说,“5G+北斗”能够实现定位信号的广域覆盖,“5G高速度、大容量的特点,可以稳定传输北斗地基增强时空位置修正信号,使得北斗的时空精度更高,再加上移动通信网络的强覆盖能力,就可以把高精度定位服务覆盖到人类、机械能涉及的所有空间。”

“5G+北斗”可以应用在哪些领域

“‘5G+北斗’可以赋能千行百业。”邓中亮表示,5G和北斗的融合与相互赋能,本质上是时间和空间位置基于通信的融合,“二者同时作用,能产生颠覆性的技术,在不同场景下会催生出不同应用。”

在交通领域,北斗室内外无缝衔接的定位导航技术,解决了隧道场景下卫星信号缺失的问题。

邓中亮介绍,以往由于卫星信号无法抵达地下,无法进行精确定位,导致隧道下存在监管盲区,一旦发生事故就会带来极大的麻烦,现在,“5G+北斗”为问题的解决提供了新思路——“虽然隧道里面没有卫星信号,但是却有通信信号。如今,利用‘通导融合’的思路,隧道中也可以实现高精度定位,有助于提升隧道通行效率,降低隧道内事故发生频率,减少隧道事故导致的财产损失。”

“还有我们常用的手机打车——一打开打车软件,车在哪里、人在哪里立马清清楚楚,而这靠单纯的卫星定位是做不到的。如今,将卫星定位和地面的通信定位融合,就能实现人车的精确定位。”邓中亮说。

在智慧矿山的建设中,“5G+北斗”也有不俗的表现。

以5G网络为依托,结合北斗定位技术,有望实现矿山挖装、运输、监测等环节的无人化远程操控。邓中亮表示:“5G网络具有低时延的优势,再加上高精度的定位,两者相结合,人在地面,就可以实现对地下机器的实时监控,从而实现智慧矿山的设想。对于存在风险的矿区,可最大限度提高生产安全性,实现安全零事故、人员零伤亡。”

除了采矿和交通,“5G+北斗”还可用于测量测绘、无人农机作业、无人机电力巡检、智慧养老、重大活动指挥管理等各个方面。

中国移动发布的数据显示,截至目前,我国已建成4400个高精度定位基准站,形成全球规模最大的“5G+北斗”高精定位地基增强网络。正如邓中亮所说,“未来,‘5G+北斗’的应用潜力,将只会受限于我们的想象力。”

(光明日报 记者 崔兴毅 本报通讯员 蔡雨琪)

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