鄧中亮：讓室內精準定位不再是夢

文/彭科峰

鄧中亮：讓室內精準定位不再是夢

文/彭科峰

2016年6月，第十一屆光華工程科技獎工程獎在京頒發。北京郵電大學教授鄧中亮以其多年來在“羲和”系統室內定位方面的突出貢獻，獲得了中國工程科技界的這一至高榮譽。

從湖南衡山的山間小路，到美國加利福利亞的浪漫海灘，再到學成歸國投身室內定位技術，鄧中亮的人生有著比常人更多的轉變和波折。但對于事業的堅持，加上勇于創新的精神，終于讓他走到了今天，實現了基于TC-OFDM的廣域室內外高精度定位系統的成功研發，解決了北斗衛星導航系統的“最后一公里”瓶頸。

“室內定位技術是北斗衛星導航技術和移動通信技術的完美結合。展望未來，室內定位技術可在智慧城市、物聯網等諸多領域有著廣泛的應用。”鄧中亮這樣表示。

不斷轉身

20世紀80年代末，20歲出頭的鄧中亮已經在湖南衡山的某汽車制造分廠擔任副廠長，在外人看來，這是一份值得羨慕的職業。但出于對知識的渴求，加之對國內當時制造的工業產品趕不上國外的不服氣，年輕的湖南小伙兒決定回到學校繼續深造。

此后，鄧中亮進入北京航空航天大學學習。碩士畢業后，他又獲得清華大學的博士學位，并在北京航空航天大學進行博士后研究，之后順利進入北京郵電大學任教，實現了從工廠干部到科研人員的轉變。

“只要認定了目標，我就會堅持下去，絕不回頭。”鄧中亮笑著表示。但他最終選定室內定位導航作為科研方向，也頗費周折。

一開始，他曾鉆研過計算機輔助設計和制造，后來他到美國南加利福尼亞大學做高級訪問學者時，美國剛剛興起3D打印技術，他也對此有所涉獵。

▲鄧中亮（張越攝）

回到北京郵電大學以后，他決定將自己的研究重點和國家發展的重大方向進行緊密結合。當時，有關部門推出北斗導航的重大專項，鄧中亮覺得這一技術未來很有前景。同時，他對國家863計劃中的微電子專項也很有興趣，“最后我決定，鑒于北郵在通信技術方面的深厚積淀，應該從事北斗衛星導航和通信技術相結合的研究。”

這就是他目前從事的“羲和”系統研究的由來。北斗衛星定位+移動通信網絡是他所研究的室內定位技術的核心。

發力“羲和”

什么是“羲和”系統？

2012年12月27日，北斗導航業務正式對亞太地區提供服務，成為全球第四個衛星定位系統。

然而，所有的衛星導航系統都只解決了室外定位問題，室內定位領域的研究仍是一個國際性難題。因為受到城市各種障礙物的干擾，所有的衛星定位在建筑物內部并不能實現精確定位。

“舉個最簡單的例子，天上的衛星對你進行定位并傳輸信息到你的設備上，最快需要30秒。當你在室內打開手機導航，在30秒內，你已經可以步行從這個建筑物內離開了。”鄧中亮介紹，北斗和GPS的室外定位精度可以達到10米乃至5米，但在高樓林立的城市里，達到這種精度難度很大。

在這樣的背景下，從“十一五”開始，“羲和”系統正式上馬，并成為“導航與位置服務科技發展‘十二五’專項規劃”重點項目之一。該系統以北斗全球衛星導航系統、移動通信、互聯網和衛星通信系統為基礎，融合廣域實時精密定位和室內定位等技術，要求能實現室內外協同實時精密定位。

鄧中亮是“羲和”系統核心技術“TC-OFDM廣域實時高精度室內外無縫定位”的負責人。他的思路是，將北斗衛星導航定位和通信運營商的通信網絡相結合，實現室內精確定位。

“室內雖然衛星不能定位，但室內有通信網絡，可以用手機上網。然而移動通信網并不具備高精度的定位能力，3G網可以做到40米定位，4G網可以做到30米概略定位，與我們希望的1米級乃至亞米級定位精度的期待有很大差距。這就需要我們做很多創新的工作。”鄧中亮說。

“比如，移動通信網有很多基站，發射的信號遇到障礙后會有多重反射，如何實現精確測距？這是一個難題，需建立相應模型。此外，要把北斗衛星的網絡和移動通信的網絡連接起來不出問題，同時實現秒級響應，有很多算法和信號設計需要創新。”鄧中亮回憶，一開始，很多人認為他的研究不大可能成功。但經過反復實驗，他最終實現了“能通信的地方就能實現精確室內定位”。

前景可觀

目前，鄧中亮參與負責的“羲和”系統已經具備室外亞米級、城市室內優于3米的無縫定位導航能力。而在國外，目前基于移動通信網絡的室內定位的最大精度仍停留在三四十米。可以說，在室內定位方面，中國的科學家走在了世界前列。

令人欣喜的是，這項技術已經在試點推廣中。如今，“羲和”系統已在天津建設完示范應用試點工程，北京試點也已啟動。“這套系統的便攜性好，加上通信信號，我們能提供準確的位置便簽。因此，實際上它還具備很強的商業變現能力。比如，它能標明商場每個柜臺的客流量，能為商家提供精準的大數據。”鄧中亮說。

目前，百度、高德等知名地圖導航企業已先后與鄧中亮所帶領的研究團隊展開合作。此外，國外的學者和機構也開始朝鄧中亮拋出了橄欖枝。

而鄧中亮更看重的是室內定位技術的社會意義。“依靠我們的技術，可以讓大家在地下停車場快速找到合適的停車位，可以在展覽館找到自己感興趣的展品，可以為地震搜救人員和機器人提供被困人員的精準位置。”鄧中亮坦言，位置服務已成為智慧城市、物聯網、移動互聯網等相關行業的基礎需求，“羲和”未來的前景非常可觀。

“我個人的愿望其實很小，只希望全球所有的手機用戶都能用上我們這個定位技術就行。”鄧中亮希望自己的這個“小夢想”能早日實現。

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