用科技让通讯导航没有屏障——记北京邮电大学电子工程学院邓中亮教授

○文/杨扬

用科技让通讯导航没有屏障
——记北京邮电大学电子工程学院邓中亮教授

○文/杨扬

位置服务（LBS，Location Based Services）又称定位服务，是由移动通信网络和卫星定位系统结合在一起提供的一种增值业务，通过一组定位技术获得移动终端的位置信息，提供给移动用户本人或他人以及通信系统，实现各种与位置相关的业务。随着物联网、智慧城市、交通运输、节能环保等新兴领域的不断出现，位置服务的重要作用也日益凸显，并不断发展成为21世纪通讯导航领域的新兴行业。

作为我国室内定位系统的研究专家，北京邮电大学电子工程学院邓中亮教授对目前LBS的发展有着更加独到的见解。他认为LBS的发展离不开八个条件：第一，用户需求更广泛、更迫切。第二，跟通讯有效的融合。通讯网、IT一方面给我们的工作生活提供了便利和支持，另一方面它具有非常巨大的市场潜力和商机，位置服务应该是继通讯网、互联网之后的，发展最快的一个信息服务产业。第三，GIS（地理信息系统）技术信息要做到无缝化，不能室外有室内没有。第四，定位技术要泛在化。第五，完善LBS业务支持运营平台——大数据。第六，培育多种普及型LBS业务，启动LBS产业链。第七，集多种服务业务于一体，LBS生态环境需要优势资源整合。第八，提供高职能、高安全性和低价格的保障体系。这为我国LBS更快更好的发展提供了可靠的依据。

开拓进取，执着前行

邓中亮教授能够在室内定位领域取得斐然的成绩，离不开他执着创新、开拓进取的精神。他22岁刚刚工作两年时，便凭借着自己的努力成为了湖南衡山专用汽车制造厂第六分厂的副厂长。然而，有着敏锐思维和创新意识的他并没有选择继续这条平坦之路，而是选择了求学深造，并用十年的时间完成了硕士、博士、博士后的学业，为后来的科研创新路奠定了坚实的基础。

博士后出站后，邓中亮被聘任为北邮机械工程系副主任，并被评为北京市青年学科带头人，负责“211工程”项目。1999年，不到四十岁的他便被评为博士生导师。2002年3月，他又被教育部选派赴美国南加利福尼亚大学作高级访问学者，回国后被调任电子工程学院做院长，专业也从原来的机械工程转变为电子工程与通信，完成了人生的华丽蜕变，为成就后来高精度定位服务系统“羲和”的震撼问世、使我国在卫星定位导航系统领域的话语权显著增强发挥了关键作用。

面对新的领域，新的挑战，邓中亮没有退缩，而是专心学习，深入研究了国内外相关资料，结果发现，目前全球四大定位导航系统，无论是我国的北斗卫星、美国的全球定位系统GPS、俄罗斯的GLONASS系统，还是欧洲的GALILEO系统，都只解决了室外定位问题，而室内定位仍然是空白。

邓中亮介绍说，由于室内的地图比室外要复杂的多，卫星定位在室内的信号弱，易受遮挡，室内定位难度很大。但是人们对室内定位的需求非常迫切。首先，人们80%以上时间都处于室内，这意味着80%的时间享受不到位置导航服务，而一些特殊人群，如空巢老人、学龄儿童等，在此方面的需求就更大。其次，现在高楼越来越多，如果遇到火灾、地震等灾害，能否室内定位就意味着能否快速应急救援。另外，我国火车、地铁、飞机等年运量逾百亿人次，各大车站、航站楼等安全管理问题突出，对室内位置信息提出迫切需求。最后，大型商场、仓库的楼宇管理、节能减排、环境监测等，都需要精准的位置信息来做支持。这让邓中亮明确了自己的研究方向。

精准定位，为国家安全护航

在之后的研究中，邓中亮将精力集中在了室内精准定位技术等方面的研究，最终，他提出“室内精准定位是我国北斗在技术上超越GPS的关键之一”的观点，并牵头带领团队成功研制了TC-OFDM定位与通信融合的新型信号体制。该技术将室内定位精度提高了数十倍，突破了室内高精度定位关键技术瓶颈，是我国在室内位置服务科学研究技术的重大突破，将有效推动我国卫星导航产业的发展，经鉴定达到国际领先水平。

自“十一五”以来，在国家“羲和计划”支持下，邓中亮教授先后承担了多项国家级项目，包括在“863”计划目标导向类课题“大型建筑物复杂环境室内定位系统关键技术与示范”中，取得了多项技术创新成果，实现了大型建筑高精度的室内定位与室内外无缝定位，研制成功了大型建筑导航与应急综合管理终端、基于位置的物品管理终端和基于智能手机室内定位导航终端，开发了面向大型场馆应急管理的高精度室内外导航定位服务平台，在国家大剧院、八大机场等开展了应用示范，并取得了良好的效果。

“十二五”期间，邓中亮教授担任了863主题项目“城市室内外高精度定位导航关键技术与服务示范”（TC-OFDM技术）的首席专家时，构建了由通信卫星和地面移动通信网组成的北斗卫星地基增强室内外高精度无缝定位系统，通过通信卫星向地面移动基站发出通信信号，移动基站播发通信信号的同时承载了目标的定位信息，当用户手机端接收到三个以上基站信号时，就可以实现手机的定位解算，计算出目标所在的位置。攻克了通信网室内“米级”三维定位国际难题，提出了共频带通信网增强定位理论方法与架构，在星地一体的导航通信融合理论方法和信号体制、复杂环境精确测量、异构信息融合、空间信息建模、视觉导航等基础理论与关键技术方面取得了重大突破。该项技术融合了通信与导航技术，增强了北斗定位系统的性能，形成了我国自主的室内外无缝导航定位与位置服务能力，提供了高精度的、差异化的优势服务。几十项自主知识产权，完成了室内外高精度无缝定位原型系统研制，实现基于移动通信基站的水平优于3米、垂直优于1米的广域高精度室内外无缝定位。为平安校园建设发挥重要支撑作用，率先解决了北斗卫星导航系统的“最后一公里”瓶颈。国家发改委也已将其纳入《国家卫星导航产业中长期发展规划》，室内外高精度位置服务是我国未来发展的重要战略性新兴产业之一。

同时，由邓中亮教授作为项目技术总负责人的国家发改委卫星应用及产业发展专项项目“基于室内外无缝高精度定位的消防应急救援应用平台”，是TCOFDM技术的产业化应用，可极大地提高消防救援的准确性和高效性。

2015年，邓中亮教授带领科研团队在十个城市、三个行业开展面向公众的导航与位置服务应用示范，现在应用群体已经达到8千多万人，产生重大的经济和社会效益。他们的基本目标是在2020年实现“百城亿户”。可见，该项目不仅有广阔的市场前景，更具有极高的经济价值和社会价值，对国家经济建设将起到巨大的推动作用，同时也不断推动创新强国梦的实现。