邓中亮|北斗+5G，打开社会发展“全知视角”( 二 )
“北斗和5G融合发展将给这两大系统的应用创新提供新思路，最显著的就是‘北斗+5G’有望打造精准位置服务能力，实现北斗‘在地上用好’的目标；同时，‘通导融合’将为5G产业化应用提供支撑，进而推动智慧社会建设 。”邓中亮说 。
难关重重，通导融合“没那么简单”
通导融合的理论逻辑在于，卫星系统可以为地面基站等提供授时、定位服务的时空基准，但存在信号覆盖不全的问题；而如果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，再设法提高位置精度，位置服务能力就能大大提高了 。
事实上，早在1996年美国就有《紧急呼叫法案》，立法约定“当卫星无法提供定位信号的时候，移动通信网在紧急情况必须提供位置服务” 。欧盟在2014年也出台过类似法案 。但为何“通导融合”至今没有合体变强？
邓中亮说，通导融合没那么简单，其中的关键在于，通信网用于精准导航定位，还需要解决一系列技术难题 。
首先，通信网络目前还没有精确测距的能力，这是通信网提供位置服务的关键；其次是可靠性问题，通信网络虽说覆盖更广，但还达不到100%，手机“信号弱”“无信号”的情况仍偶有发生；第三，在定位精度方面，通信网络能否达到厘米级、毫米级以满足特殊应用，还是一个问号；第四，在复杂空间内的定位导航，还要排除环境干扰问题——这需要关联环境大数据，并进行计算加以智能控制 。此外，还要通过端计算实现实时计算，以响应数以千亿计的位置服务请求 。
“用最小的代价、很高的性价比、最低的成本来实现这种能力，是全球性的新挑战，我们的大量研究工作就围绕这个开展 。”邓中亮介绍道 。
关键技术的突破
在这些问题上，邓中亮已经带领团队取得一些技术突破 。比如为解决通信网高精度定位中的频率复用、信号干扰、测距精度低等问题，他们提出“定位—通信融合‘共频带’相位定位方法”，将基于无线网络基站的室内外3D定位精度提升至米级以下 。基于该技术的测距方案可将测距能力提高至厘米级以下 。邓中亮告诉《中国科学报》，这一技术相比国际上已有方案将通信网定位导航能力提升一个数量级，并已于2020年7月获得国际专利授权、成为国际标准 。
此外，研究团队还针对模糊环境定位导航普适性难题（单种信号易被遮挡的盲区定位问题），创造性提出“图像—无线融合快速定位关联计算”方法，建立从信号测量、估计、预测到校正的多网融合定位方法与模型，实现了国际最优的多边界约束寻优厘米级定位，使现有“无线网络+实时图像”定位精度小于2厘米 。
【邓中亮|北斗+5G，打开社会发展“全知视角”】同时，将地面基站视作卫星的“天地一体定位”，是构建更大范围高精度无缝定位的有效手段，但存在信号异构的挑战 。邓中亮团队提出了融合定位、可重构、低功耗设计与全链路仿真测试等方法，实现跨物理层的信号融合，使天地一体定位精度进一步提高 。
回到“千里之堤溃于蚁穴”的问题上，假设蚂蚁是一个智能终端，只要它可通信、有信号，通过卫星和通信基站就可以对它定位，且定位精度可达厘米级 。
邓中亮说，相关的解决方案已在一些工程实践中得到了应用 。比如在APEC峰会、奥运会等重大活动以及相关重点工程建设中，解决了人员和贵重物资室内外无缝精确定位的难题，为预警、透明化应急指挥提供了重要保障 。他也提出，这些成果的应用场景可挖潜力还很大，希望社会各界能够增进对北斗+5G的应用能力的了解 。“这些成果可以服务社会，而不只是‘服务’我们实验室设备 。”
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