“引星入地”，實現0.1米精度泛在定位

——二〇二五年度河北科學技術獎巡禮（一）

4月23日上午10時，在中國電科網絡通信研究院，記者跟隨綜合時空網絡與裝備技術全國重點實驗室（以下簡稱“綜合時空全國重點實驗室”）室內導航方向帶頭人蔚保國，駕車進入地下停車場。

蔚保國打開自研軟件，位置光標實時顯示，車輛精准找到車位。記者環顧四周，既看不到錯綜復雜的布線，也沒有爬滿牆面的通信設備。一個小盒子，兩個懸挂在車道上方的圓盤形天線，就是實現室內導航的所有裝備。

4月22日，這項新的室內導航技術獲得2025年度河北省科技進步獎一等獎。

“室內環境較室外更加復雜，鋼筋水泥會把衛星信號屏蔽得‘干干淨淨’，很難滿足位置服務的需求。”蔚保國說，全球范圍內，要實現優於1米的室內外無縫定位，尚缺乏標准化、規模化的衛星覆蓋方案。

2015年，綜合時空全國重點實驗室依托“十三五”國家重點研發計劃項目，啟動北斗室內定位技術研究工作，決心探索室內這片北斗定位“盲區”。

“引星入地”，是他們探索的方案。“它並不是讓衛星信號真的穿透地層，而是通過室內定位基站和地面通信網絡，把北斗導航信號‘搬運’或者‘模擬’到地下。”蔚保國說。

但克服多徑信號干擾卻讓團隊傷透腦筋。

在室內，電磁波會因牆面、玻璃、金屬等物體的反射，產生多條傳輸路徑，使信號到達接收端時存在多個不同路徑的反射信號疊加，定位精度大打折扣。

“這個難題困擾了我們一年多，大家嘗試了很多不同類型的算法和方案，但效果都不理想。”蔚保國回憶。

屢次試驗失敗后，一次頭腦風暴時有人提出，既然單一信號不可靠，為什麼不把所有信號都收集起來，相互校驗？

“可行！”經過一番論証，大家迅速行動起來。

在實驗室室內定位試驗場，屋頂上懸挂著多個天線，狀若星辰，地面用1米見方的網格勾勒經緯。

“將多源位置觀測信息融合在一起，可以算出人或車更精准的位置。”項目團隊骨干李雋解釋，好比一個人站在群山環抱中，每個山頭觀測到的位置都不同。1個人觀測和10個人觀測相比，觀測點位越多，被觀測位置的精准性就越高。

歷經多年研究，團隊形成了一套擁有自主知識產權的定位算法，相關系列標准也由此誕生。

算法突破了，系統調試也是塊難啃的“硬骨頭”。

不同於實驗室，現實環境復雜、情況多變，團隊只能根據實際環境不斷優化系統。

“每次路測都在找漏洞。”項目團隊骨干張衡說，那段時間，他們往往是一早揣著飯和礦泉水來到測試現場，晚上八九點才出來，回來后還要開會、分析數據。

研發，路測，找漏洞，修復，再研發……歷經上百次測試改進，他們最終實現了對市面各類導航定位芯片的完美適配，使各類已有終端均可以實現北斗室內外無縫高精度定位。

2020年，北斗微基站室內混合定位系統研發成功。在室內開闊區域，靜態定位優於0.1米、動態定位優於0.5米﹔在室內外交替區域，可實現信號自適應無縫切換，室內外連續定位精度優於1米。

但要想下“書架”、上“貨架”，還需市場投票。“一開始跑了不少客戶，很多人還不了解這套系統，沒少吃閉門羹。”蔚保國說。

四處碰壁后，省科技廳科技冬奧專項項目為他們添了“一把火”。

2021年冬天，在國家重點研發計劃和科技冬奧項目支持下，北斗微基站室內混合定位系統走進北京冬奧會的“雪如意”場館。賽事期間，工作人員只要隨身攜帶一個比手掌還小的一體化終端設備“時空盒”，便可實現室內外高精度無縫定位與導航。

在“雪如意”的成功應用，讓北斗微基站室內混合定位系統在業內聲名鵲起。截至目前，該系統已在石家庄正定國際機場、北國奧特萊斯、天津港碼頭、保定特高壓電廠等地落地示范，並制定發布我國首套室內定位團體標准以及北斗偽衛星信號格式專項標准。

以中國科學院院士、北斗衛星導航系統工程副總設計師楊元喜為組長的專家組對該成果給予了高度評價，他們一致認為該項目整體技術達到國際先進水平，其中北斗室內陣列微基站和北斗用戶終端室內定位IP軟核技術屬國際首創。

但研發團隊的腳步沒有停下。

雄安新區規劃之初就提出要建設“地下一座城”。“‘地下城’的精准管理，離不開高精度的定位與導航。”蔚保國說，為服務雄安新區高質量建設和發展，他們不斷迭代技術，推進北斗微基站在隧道、地下、停車場等遮蔽空間的應用。

如今，在雄安科學園地下停車場，該系統已覆蓋約8000平方米，使用普通手機即可實現平均優於2米的地上地下連續導航定位。

蔚保國告訴記者，基於前期示范成效，他們正進一步研究北斗微基站低成本化、部署運維的AI輔助自動化等問題，讓科研更多服務人們的生產生活。（記者王璐丹）