隨著現(xiàn)代社會的快速發(fā)展，“位置服務(wù)”已經(jīng)成為現(xiàn)代物流、公共服務(wù)、社會安全等不可缺少的技術(shù)手段，巨大的市場需求為我國新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的前景。作為位置服務(wù)的核心技術(shù)，廣域高精度室內(nèi)外定位也成為各國衛(wèi)星定位領(lǐng)域處于領(lǐng)先位置的標志。

　　長期以來，衛(wèi)星定位系統(tǒng)一直是一些發(fā)達國家引以驕傲的籌碼。為了打破GPS技術(shù)的壟斷地位，北京郵電大學(xué)科學(xué)技術(shù)發(fā)展研究院常務(wù)副院長鄧中亮教授帶領(lǐng)著團隊，研發(fā)建立了星地融合定位新體系，并主攻廣域高精度立體定位關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)出系列裝置與裝備，促進了我國國防建設(shè)和經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，為祖國的科技繁榮做出了卓越的貢獻。

　　找到“彎道超車”的路徑

　　在許多人眼里，定位導(dǎo)航基本上是室外的方位運動，即利用地面或衛(wèi)星等測繪技術(shù)產(chǎn)生的地理信息；而室內(nèi)位置感知技術(shù)興起于上世紀末，目前需求量已呈爆炸式增長。但受定位技術(shù)制約發(fā)展較慢，導(dǎo)航信號難以進入建筑物內(nèi)，不能精確測量定位。

　　2002年，被國家選派赴美國大學(xué)作高級訪問學(xué)者的鄧中亮期滿回國，調(diào)任電子工程學(xué)院做院長，專業(yè)從原來的機械工程轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮庸こ膛c通信。在新的環(huán)境，新的專業(yè)領(lǐng)域，新的挑戰(zhàn)面前，多年的科研實踐經(jīng)驗告訴鄧中亮，只有清楚地認識自己，才能真正地實現(xiàn)跨越式發(fā)展，才能實現(xiàn)科技創(chuàng)新發(fā)展的“彎道超車”，進而趕超那些起步早、技術(shù)成熟的發(fā)達國家。經(jīng)過一段時間的潛心研究，他發(fā)現(xiàn)目前全球四大定位導(dǎo)航系統(tǒng)，無論是我國的北斗衛(wèi)星、美國的全球定位系統(tǒng)GPS、俄羅斯的GLONASS系統(tǒng)，還是歐洲的GALILEO系統(tǒng)，都只解決了室外定位問題，而室內(nèi)定位仍然是空白，與之相對應(yīng)的事實是，日常生活中大多數(shù)人80%的時間都在室內(nèi)，這就意味著我們大多數(shù)時間都享受不到定位服務(wù)。鄧中亮找到了位置服務(wù)這個“彎道超車”的路徑。

　　 我國廣域室內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)與位置服務(wù)走在國際前列

　　“物有甘苦，嘗之者識；道有夷險，履之者知?！比魏问挛镏挥袊L試過才會知道；天下道路只有自己走過才會明白。想法付諸實踐需要巨大的努力，衛(wèi)星導(dǎo)航定位在戶外可能精準，但室內(nèi)因為有墻體等遮擋物以及定位信號強度變?nèi)醯扔绊懀袝r會接收不到信號，導(dǎo)致無法定位。專建地面室內(nèi)定位系統(tǒng)成本高；WIFI和藍牙等視距范圍局域定位系統(tǒng)布設(shè)密度大，一個大城市需數(shù)百萬個設(shè)備，運維難。傳統(tǒng)移動通信與廣播網(wǎng)室內(nèi)外定位成本低、覆蓋廣。但復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)對無線信號傳輸形成了多重干擾，非視線傳播與多徑現(xiàn)象嚴重，存在信號覆蓋局限性、測量不確定性、異質(zhì)異構(gòu)融合、稀疏表征和海量定位實時性等瓶頸，基站到終端非視線范圍距離測量誤差大，全球2G/3G/4G網(wǎng)室內(nèi)定位精度普遍在“百米”量級。

　　在困難面前，鄧中亮帶領(lǐng)自己的團隊，一步步地攻堅克難。團隊的主攻方向為位置與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，攻克了通信網(wǎng)室內(nèi)“米級”三維定位國際難題，提出了共頻帶通信網(wǎng)增強定位理論方法與架構(gòu)，在星地一體的導(dǎo)航通信融合理論方法和信號體制、復(fù)雜環(huán)境精確測量、異構(gòu)信息融合、空間信息建模、視覺導(dǎo)航等基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)方面取得了重大突破。利用上述技術(shù)，大幅增強移動通信網(wǎng)的定位能力，實現(xiàn)了“厘米級”偽距測量精度，在通信網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)，可實現(xiàn)廣域定位室內(nèi)外精度1—3米，垂直1米，比國外公開精度高5—10倍。建設(shè)完成了世界上第一個、我國首個地面導(dǎo)航平臺（羲和計劃），依托現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星導(dǎo)航，實現(xiàn)了泛在的室內(nèi)外無縫隙高精度的定位與導(dǎo)航。創(chuàng)新了移動通信、廣播、無線網(wǎng)和衛(wèi)星導(dǎo)航等多資源融合高精度定位技術(shù)，為構(gòu)建我國空天地導(dǎo)航服務(wù)新體系探索了一條投入少、見效快的建設(shè)之路。

　　“位置服務(wù)”(LBS)是通過移動通信網(wǎng)與衛(wèi)星定位系統(tǒng)融合的定位技術(shù)獲得移動終端位置，并提供給用戶，實現(xiàn)各種與位置相關(guān)的新型服務(wù)業(yè)務(wù)，這已成為現(xiàn)代物流、公共服務(wù)、社會安全重要技術(shù)手段，更是支撐經(jīng)濟和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)。精準位置服務(wù)在應(yīng)急救援、車輛導(dǎo)航、反恐維穩(wěn)、特殊人群關(guān)愛等領(lǐng)域越來越重要，新型位置服務(wù)技術(shù)已成為我國發(fā)展戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的重大需求，也成為了國際科技經(jīng)濟競爭焦點。

　　為此，科技部實施“羲和”導(dǎo)航與位置服務(wù)重大專項及發(fā)改委衛(wèi)星導(dǎo)航中長期規(guī)劃明確要求，開展對位置服務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)進行攻關(guān)。在“863”、“973”等十多個國家重大項目支持下，鄧中亮帶領(lǐng)團隊開展了以廣域高精度室內(nèi)外位置服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)的深入研究與應(yīng)用，產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合，突破了多項關(guān)鍵技術(shù)，形成了技術(shù)專利簇群，研制了系列專用裝備。團隊以完成國家“羲和”戰(zhàn)略計劃為己任，以廣域室內(nèi)外無縫定位技術(shù)及共性服務(wù)平臺技術(shù)為研究重點，培養(yǎng)與凝聚了一支從事位置與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)研究的穩(wěn)定隊伍，形成了“精益求精，銳意進取，優(yōu)勢互補”的科學(xué)團隊文化，取得了一系列具有國際領(lǐng)先水平的成果，使我國廣域室內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)與位置服務(wù)走在國際前列，為現(xiàn)代服務(wù)平臺研究做出了重大貢獻。

　　培養(yǎng)和促進團隊的創(chuàng)新能力

　　鄧中亮教授及團隊通過科技原理的創(chuàng)新，對定位導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新，對創(chuàng)建現(xiàn)代室內(nèi)感知位置服務(wù)行業(yè)的創(chuàng)新（交通樞紐、大型場館、安全維穩(wěn)等），增加了社會保障功能，豐富了信息社會內(nèi)容，必將有利地推動“互聯(lián)網(wǎng)+”經(jīng)濟發(fā)展。

　　目前，鄧中亮教授團隊按照四個研究方向建設(shè)，包括定位與導(dǎo)航技術(shù)、異構(gòu)融合無縫隙定位技術(shù)、多媒體通信與復(fù)雜數(shù)據(jù)融合位置服務(wù)等。通過國家“羲和”計劃，團隊培養(yǎng)了一批國家、部委和行業(yè)的專家和優(yōu)秀中青年科技工作者。既有863計劃項目首席專家、國家科技進步獎獲得者，也有全國十大科技創(chuàng)新人物、教育部新世紀優(yōu)秀人才、北京市科技新星、電子學(xué)會全國十佳優(yōu)秀科技工作者等。

　　團隊的建設(shè)主要按照任務(wù)，采取獨立建設(shè)、聯(lián)合參與和重點支援的方式，共建了一批國家重點實驗室和研究中心，構(gòu)建起中國自主研究室內(nèi)定位導(dǎo)航的技術(shù)平臺。隨著羲和平臺的建設(shè)，室內(nèi)定位導(dǎo)航設(shè)施設(shè)備出口到多個國家和地區(qū)。團隊率生產(chǎn)企業(yè)與多個國際機構(gòu)共建了研究中心，推動了學(xué)術(shù)合作，推廣了室內(nèi)導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用。目前，全球設(shè)立多個培訓(xùn)中心，培養(yǎng)專業(yè)人才1000多名。先后承擔(dān)國家重大重點專項任務(wù)30余項，逐步建立起我國從無到有的室內(nèi)導(dǎo)航科學(xué)技術(shù)體系。

　　為了積極推進科技創(chuàng)新，團隊按照“資源共享、基金扶持、復(fù)合培養(yǎng)、促進創(chuàng)新”的原則，采取了院校和企業(yè)資源共享，專項基金扶持創(chuàng)新，人才引進復(fù)合培養(yǎng)等措施，提高了團隊素質(zhì)和導(dǎo)航技術(shù)研究能力。團隊還采取“創(chuàng)造條件，堅持交流，聯(lián)合攻堅、促進創(chuàng)新”的方式，與國際知名權(quán)威機構(gòu)和學(xué)術(shù)會議建立了穩(wěn)定的交流機制，并在產(chǎn)學(xué)研的主要環(huán)節(jié)建立了成果共享制度，培養(yǎng)和促進了團隊的創(chuàng)新能力。

　　 關(guān)鍵技術(shù)取得顯著經(jīng)濟和社會效益

　　多年來，鄧中亮教授帶領(lǐng)團隊開展了廣泛產(chǎn)學(xué)研合作、社會服務(wù)和公益活動，促使位置與信息服務(wù)技術(shù)在科研和國民經(jīng)濟中得到開拓及應(yīng)用，有效推動了我國現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展，取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益。

　　1. 提出星地融合廣域高精度位置服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)，大幅提升了室內(nèi)定位精度廣域高精度室內(nèi)外定位。

　　2. 針對流媒體服務(wù)技術(shù)進行攻關(guān)，解決了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下大數(shù)據(jù)與流媒體的高質(zhì)量傳輸?shù)膰H難題。

　　3. 在國內(nèi)首次建立了現(xiàn)代服務(wù)業(yè)共性服務(wù)平臺，引領(lǐng)共性服務(wù)平臺技術(shù)發(fā)展方向。

　　4. 實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)與位置服務(wù)平臺產(chǎn)品及產(chǎn)業(yè)化，市場覆蓋全球。

　　發(fā)明了導(dǎo)航信號與通信信號、廣播電視信號、近距離無線信號的融合方式、 發(fā)明了導(dǎo)航與通信相融合的技術(shù)體制、發(fā)明了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)無縫隙系列技術(shù)、發(fā)明了多址自主編碼、全源動態(tài)控制、非視距鏡像補償?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)，發(fā)明了建筑空間導(dǎo)航規(guī)避方法，發(fā)明了位置信息一體化融合模式，發(fā)明了位置偵測流媒體系統(tǒng)，創(chuàng)建了國家室內(nèi)外一體化地面導(dǎo)航平臺……

　　獲得授權(quán)發(fā)明專利百余項，軟件著作權(quán)45項，涉及技術(shù)體制、網(wǎng)絡(luò)定位、精度控制、產(chǎn)品發(fā)明等方面；制定國際、國家、行業(yè)和企業(yè)標準32項；出版專著5部，發(fā)表論文300多篇，SCI/EI收錄上百篇。被引用近千次。

　　鄧中亮教授帶領(lǐng)團隊先后獲得了國家科技進步二等獎2項、中國電子學(xué)會科技一等獎2項、中國通信學(xué)會科技一等獎2項、中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新獎2項、中國服務(wù)業(yè)科技特等獎1項。IEC國際工程聯(lián)盟創(chuàng)新獎、SOFNET高端論壇獎、澳洲電信亞太通信科技獎各一項。

　　“羲和”的推廣應(yīng)用為社會帶來巨大效益

　　正是嚴謹創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度，將北斗、移動通信、廣播電視等網(wǎng)絡(luò)增強，成為室內(nèi)高精度導(dǎo)航的復(fù)合式網(wǎng)絡(luò)，在“十二五”期間，鄧中亮團隊建設(shè)完成了我國首個地面室內(nèi)外導(dǎo)航平臺（羲和計劃），實現(xiàn)了室內(nèi)外無縫隙、室內(nèi)高精度的定位與導(dǎo)航。團隊的室內(nèi)高精度定位和導(dǎo)航能力處于國際第一梯隊前列。團隊帶頭人鄧中亮2014年被中國科學(xué)院、中國工程院、中國科協(xié)等評為 “全國十大科技創(chuàng)新人物”。

　　在2014年5月南京召開的第五屆中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會上，鄧中亮教授表示，可實現(xiàn)室內(nèi)外無縫高精度定位的“羲和系統(tǒng)”，已在多個城市等十多個城市測試、示范，計劃于2020年前實現(xiàn)對國內(nèi)城市的廣域覆蓋。

　　應(yīng)該說，“羲和”系統(tǒng)的誕生開啟了室內(nèi)外高精度定位導(dǎo)航新時代。該系統(tǒng)以北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、移動通信、互聯(lián)網(wǎng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)為基礎(chǔ)，融合了廣域?qū)崟r精密定位和室內(nèi)定位等技術(shù)，可以實現(xiàn)室內(nèi)外協(xié)同實時精密定位。它與北斗系統(tǒng)的銜接，將加速推動北斗的應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化進程，有力促進中國位置服務(wù)平臺的推廣和應(yīng)用。

　　當前，“羲和”系統(tǒng)已經(jīng)具備室外亞米級、城市室內(nèi)優(yōu)于3米的無縫定位導(dǎo)航能力。而國外室內(nèi)定位的最大精度仍停留在三四十米左右。值得一提的是，“羲和”系統(tǒng)的研發(fā)不僅僅只是形成了幾百項自主知識產(chǎn)權(quán)，相關(guān)研究還拉動了從芯片到終端、從基站到網(wǎng)絡(luò)、從運營到服務(wù)的整個互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

　　面對成就，鄧中亮教授及團隊更看重的是未來“羲和”的推廣應(yīng)用與其所帶來的社會輻射效應(yīng)。目前，“羲和”系統(tǒng)應(yīng)用推廣和試點工作正在有條不紊地逐步推進。羲和研究成果為我國室內(nèi)導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)提供了重要的技術(shù)支撐，促進了相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展：系列導(dǎo)航設(shè)備已出口20個國家和地區(qū)，形成了具有上萬億市場的巨大發(fā)展空間；目前，全國22個機場使用室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)，首都機場通過資源圖形化、安全監(jiān)測、位置調(diào)度等服務(wù)，大幅降低了事故率，旅客滿意度排名全球第二；全國多個城市上千所大型場館實現(xiàn)了消防救援、客流管理、精準營銷等現(xiàn)代位置服務(wù)。得益于“羲和”系統(tǒng)的先進性，百度地圖、高德、智慧圖等企業(yè)已先后與鄧中亮所帶領(lǐng)的研究團隊展開合作。歐洲、東南亞的國家也紛紛拋出合作意向。

　　按照下一步規(guī)劃，2015年底前，我國將在10個城市、3個行業(yè)開展“羲和”系統(tǒng)示范工程建設(shè)，并逐步向全國推廣，力爭在2020年實現(xiàn)“百城億戶”的應(yīng)用推廣目標。

　　而今，中國已成為全球電子產(chǎn)品消費與生產(chǎn)大國。在鄧中亮教授看來，必須重視科技創(chuàng)新推動和引領(lǐng)未來發(fā)展。近十多年來，國家高度重視科技創(chuàng)新，對科研的投入力度持續(xù)加大，在不斷培養(yǎng)本土人才、吸引優(yōu)秀海外人才、推動科技創(chuàng)新、攻克科技難題等方面取得了突飛猛進的發(fā)展。為此，鄧中亮教授很有信心，我國擁有世界上最大的手機用戶群和最多的基站，未來中國市場將是北斗系統(tǒng)的建設(shè)和發(fā)展的最大支撐。但他也清醒地認識到，中國的北斗要成為全世界的“北斗”，除了政策支持，還必須建構(gòu)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)方面的支持服務(wù)體系，創(chuàng)新應(yīng)用服務(wù)與商業(yè)模式，帶動產(chǎn)業(yè)鏈全面發(fā)展。他表示，我國必須提前部署，推動國內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)標準化建設(shè)。同時，用標準化引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)市場的部署，進一步帶動新一輪的產(chǎn)業(yè)變革與“洗牌”。

　　“浩渺行無極，揚帆但信風(fēng)”。應(yīng)該說，鄧中亮教授帶領(lǐng)團隊創(chuàng)立了新興導(dǎo)航學(xué)科，提出了建筑空間導(dǎo)航工程概念，構(gòu)建了建筑空間導(dǎo)航理論框架，確立了主要研究方向，取得了一批重要研究成果，填補了國際上室內(nèi)定位導(dǎo)航有關(guān)空白，提升了我國導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)應(yīng)用競爭能力，取得了重大的社會和經(jīng)濟效益。

　　談到今后的發(fā)展方向，鄧中亮教授信心滿滿，他表示，這支網(wǎng)絡(luò)與位置服務(wù)創(chuàng)新團隊，將堅持履行使命任務(wù)，深化新原理、新技術(shù)、新業(yè)態(tài)創(chuàng)新，積極為國家“一帶一路”、城鎮(zhèn)化、“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展戰(zhàn)略，以及國防建設(shè)提供服務(wù)；堅持異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)高度融合室內(nèi)導(dǎo)航研究方向，力爭實現(xiàn)高度融合的無障礙導(dǎo)航。

　　在鄧中亮教授眼里，位置服務(wù)不僅極大地改變了人們的生活，并且正在改變世界，必將演繹精彩的未來。（夏軍）