邓中亮：“天地一体”筑梦记

胡敬++夏天

“羲和”系统完全建成后，将形成我国自主可控的位置服务的室内外定位服务能力，促进北斗系统应用与产业化，从定位、增强、地图和位置服务网等几个方面全面提升北斗的应用。

人物简介

邓中亮，北京邮电大学教授、博士生导师，智能通信、导航与微纳系统实验室主任，北斗重大专项专家、总装专家组专家、北京市青年学科带头人，长期致力于导航与位置服务科学研究与工程实践，地面导航工程——“羲和计划”的室内导航系统主要负责人和学术带头人，被中国科学院、工程院、中央电视台等联合推选为“2014年度十大科技创新人物”。

热爱旅游的朋友一定对类似高德导航、百度地图等软件耳熟能详。其实，导航还可能有另外一种用法——在停车场快速找到合适的车位，在陌生小区里方便地找到朋友的家门；在展览馆中定位最感兴趣的展品……

“有了‘羲和系统，这一切有望成为可能。”说话的是北京邮电大学教授邓中亮。他说，由于受到卫星定位信号强度弱、易受遮挡等环境因素干扰，室内定位难度很大，现有室内定位技术如WLAN、UWB等系统虽然实现了局域室内高精度定位，但须布置大量节点，信号覆盖成本较高，不利于向广域推广。但是，室内定位的作用却重之又重，除了带来日常生活中的便利，对于地震火灾、矿井事故等灾害应急救援都至关重要。2012年，“羲和”系统在此背景下正式上马，成为《导航与位置服务科技发展“十二五”专项规划》重点项目之一。邓中亮，就是系统核心技术“TC-OFDM广域实时高精度室内外无缝定位”的负责人。

十年磨一剑 风正好扬帆

2012年12月27日，国家16项科技重大专项之一的北斗导航业务正式对亚太地区提供服务。至此，全球卫星定位系统已达到四个：美国全球定位系统GPS、俄罗斯GLONASS系统、欧洲GALILEO系统，以及我国自行研制的北斗卫星导航系统。

然而，所有的卫星导航系统都只解决了室外定位问题，室内定位领域仍是空白。

2003年，邓中亮在美国南加利福尼亚大学学习期满后，决心把自己学到的科技知识奉献给心爱的祖国，因此，他放弃了国外企业的丰厚待遇，毅然选择了回国。为了搞好科研，他带领自己实验室的人员开始小范围地研究。在科研的不断进行中，邓中亮决定整合优秀资源，将室内定位技术进行产业化。随着科研的发展，TC-OFDM定位与通信融合的新型信号体制在我国成功研制，构建了室内外无缝定位体系，极大地缓解了城市室内外定位于移动数据通信等多网融合与共享难题，提升了国家公共安全与应急救援能力。

邓中亮进行的科研，与国家的“羲和”系统关系密切。作为国家“863计划”地球观测与导航技术领域支持的重点项目，“羲和”系统是北斗系统的延伸，提供室内导航信号和室外卫星导航增强信号，全力打通定位信号、位置信号以及个人消费的产业链条，实现定位导航信号的广域覆盖，使现今流行的虚拟世界里渗入现代元素。

邓中亮举例说明，假如在一间3米×3米的房间内定位某个人或物品，精确度至少要达到1至3米；而对于车道导航、农业跟踪等应用来说，精确度要求至分米级；至于物联网领域的应用，要求厘米级的定位精度也毫不为过。“这对导航系统的定位精确度提出了质的跨越要求。”在邓中亮的牵头带领下，我国研制成功TC-OFDM定位与通信融合的新型信号体制。由于是“羲和”系统的重要组成部分，该项目从“十一五”开始就得到国家科技部门的高度重视，也让邓中亮付出了极大心血。

邓中亮带领科研团队，经过十余年艰辛的探索和研究，终于取得了辉煌的科研成果，在科研界引起了强烈反响。

“天地一体”：1+1大于2

邓中亮首先构建了北斗“天地一体”无缝深度融合定位新体系，研制了TC-OFDM基站；其次，提出了异构体制融合的多径抑制方法，将非视距条件定位精度提高至米级；他还攻克了广域室内外无缝高精度立体定位难题，研发了星地融合高精度定位技术与多路定位信号增强同步模块，北斗和GPS室内“最后一公里”瓶颈问题也从而得到了顺利解决。

此外，邓中亮还构建了广域室内外无缝地理空间信息框架，研发了大型位置服务平台系列技术及核心模组、天线、终端、基站等产品，使位置服务关键技术得到了极好的利用，显著提高了北斗的室内外无缝位置服务能力。

“如今，卫星已经解决了室外导航定位问题；对于室内导航定位来说，目前手机所用的无线通讯网基本在城市中覆盖，且绝大多数人都在使用。”邓中亮说，“将这张网作为卫星定位的补充，就能实现室内外定位服务的对接。”

根据在北京、武汉等10个地区的测试结果显示，已建成的基本覆盖中国区域的卫星导航增强示范系统实时定位精度优于1米，导航卫星实时定轨精度0.1米，实时钟差0.2纳秒，主要技术指标已达到国际先进水平。

记者从科技部获悉，“羲和”系统完全建成后，将形成我国自主可控的位置服务的室内外定位服务能力，促进北斗系统应用与产业化，从定位、增强、地图和位置服务网等几个方面全面提升北斗的应用。同时，“羲和”系统在国土资源调查、精细农业、车辆监控与导航、实时位移监测等领域也取得了良好的应用效果。

正所谓“1+1大于2”的力量所在，“一个北斗系统加一个地面网络，其精度要大大优于单独使用两个独立网络”。“羲和”系统将充分利用所有的地面通信资源，构筑“天地一体”的伟大梦想正在一步步实现。

不断探索只为更好服务人类

预计到2020年，“羲和”系统将打造上千亿元的产业链，从而牵动1万亿的经济发展动力。随着现代社会的快速发展，“位置服务”已经成为现代物流、公共服务、社会安全不可缺少的技术手段，是我国战略发展新兴产业的重大需求。

面对广域高精度室内外定位关键技术研究取得的斐然成果，邓中亮心里喜不自胜，他对该项成果未来的推广利用充满了信心。为了使这一科研技术更好地为人类服务，他进行了多方面的推广。

首先是寻鹿平台的应用。在国内的一些大剧院、机场、全国近百家万达广场、北京西单大悦城、王府井、金源燕莎、爱琴海等成功应用了863课题“大型建筑物复杂环境室内定位系统关键技术与示范”的研究成果，实现了高精度米级室内定位，形成了自主可控的位置服务，保障了大型建筑的精细化管理与安全。

邓中亮还研制出了基于室内外高精度无缝定位的消防应急救援应用示范平台。该平台投入使用后，消防指挥中心能精确地显示出救援现场人员和设施分布、兵力部署等位置信息，从而更好更迅速地指挥配备智能单兵装备的消防员开展救援。随着它的推广应用，我国的消防灭火救援能力将得到进一步加强，同时，为公共安全、智慧城市等广域室内外位置服务提供必要的技术。