日常生活中的各类信息，90%与“何时、何地”相关。随着移动互联网的普及，物联网应用兴起，作为物联网和位置大数据基础的室内定位技术，渐渐成为刚需。面对人们对位置服务的日益高需求，“羲和”系统应运而生。它是我国自主研发的多尺度融合的广域高精度室内外无缝定位导航服务系统。历经十余年攻关，针对室内外高精度无缝定位与服务中面临的关键问题，在科技部“羲和”重大计划支持下，北京邮电大学牵头，邓中亮教授团队联合多家单位，基于通信网络与卫星，开展了“星地一体、内外衔接、高精定位、无缝保障”室内外导航与位置服务关键技术与产业化研究。

    用精准坐标导航“数字生活”

    当前导航与位置服务已成为国际上继互联网、移动通信之后的又一新兴信息产业。人们80%以上的时间处于室内环境（含地下、矿井、隧道等），对室内外高精度定位导航的需求呈现爆发式增长趋势。因其出色的协同实时定位功能，“羲和”系统应用前景巨大。比如帮助用户在地下停车场快速找到停车位；在展览馆找到感兴趣的展品；在陌生小区里方便地找到朋友家门；实时掌握家中老人行踪；实现商场超市快速导购；医院快速导医等。目前，机场服务定位、商场室内定位、泊车、应急救援等行业已开始采取此项技术。同时，该项技术在国土资源调查、精细农业、车辆监控与导航、实时位移检测等领域具有广泛的应用前景。凭借“羲和”系统的助力，智慧城市的蓝图正在我们面前缓缓展开。

    “羲和”系统，作为国家“十一五”和“十二五”的重大科技成果之一，已具备室外亚米级、城市室内小于3米的无缝高精度定位服务能力，在北京、天津、上海等40多个城市取得了良好的应用示范效果。开发位置服务相关的新系统、新产品、新服务这片蓝海，新的信息消费增长点正在形成。

    勇当室内定位导航的弄潮儿

    室内导航作为“解决地图导航最后一公里”的超级入口，正在逐渐地发挥着其商业价值。在大型的商场、火车站、博物馆、机场航站楼，完全不认识路，总找不到方向，这样的困惑不少人都有。手机的卫星导航在进入室内环境中，无法进行精确定位，不能满足人们室内导航的需求。专建地面室内定位系统成本高；WIFI、蓝牙和超宽带等局域视线定位系统布设密度大，一个大城市需数百万个设备，运维难。传统移动通信与广播网室内外定位成本低、覆盖广。但城市建筑结构对无线信号传输形成了复杂的干扰，基站到终端距离难以测量准确，全球基于2G/3G/4G网络的室内非视线传播的二维定位精度普遍在“百米”量级。

    而室内定位发展较慢主要是因为存在以下六大困难：立体定位变为首要需求，室内定位的先决条件就是高程，如要先确定所在的楼层，坐标才具有实际的意义。第二，将通信电波变为定位电波。要实现大规模的定位应用，专门构建定位网络难以满足要求，依托现有移动通信网络，将定位信号承载到通信信号中。第三，室内外孤立定位变为无缝隙定位。第四，平面投影地图变为建筑三维数字地图。第五，从应用角度来讲，普及化的瓶颈主要在于高成本精确定位变成低成本精确定位。第六，将室内定位导航技术变为社会服务内容和模式。

    邓中亮教授带领团队充分利用卫星大地测量与导航技术、移动蜂窝网定位感知技术和多尺度信息网络资源，创新异构融合体制和高精度定位技术，创建独有的室内定位导航核心网络，将只能反映“进来了”静态感知的概略定位，升华为“在哪里”动态测算的智能定位，实现由单一建筑定位到规模建筑导航，开创行为导航的新局面。

    “羲和”系统瞄准无缝隙动态定位，着重围绕多尺度网络融合、高精度失真控制以及多约束镜像映射等三大任务，要解决多尺度网络融合，将实现整个群体化的定位点。三大任务的本质核心是高精度失真控制，要实现高精度多维计算，需要攻克室内严重的多径、非视距和复杂建筑结构的干扰。技术优化的目标在于多约束镜像映射，实现大规模普及应用的宏控制与协同系统。归纳起来，“羲和”系统的核心任务是追求网络条件下的最高精确度。

    项目成果通过由多名院士、专家组成的专家组鉴定，认为系统在基于移动网络的广域室内外定位关键技术方面取得了重大突破，总体技术达到国际领先水平。技术形成数十项自主知识产权，完成了室内外高精度无缝定位原型系统研制，实现基于基站的水平小于3米、垂直小于1米的高精度室内无缝定位，率先解决了北斗卫星导航系统的“最后一公里”问题。

    科研不遗余力  征程续写新绩

    邓中亮教授认为，在国家鼓励自主创新的大气候下，国内企业面临难得的发展机遇，但也不能只待在温室里竞争，要主动走出去到海外练兵。

    在全球四大卫星定位导航系统中，我国自主研发的北斗导航市场占有率较低。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，借助“羲和”系统的高精度优势，我国的卫星导航系统在激烈的国际竞争中可实现“弯道超车”。“羲和”系统完全建成后，将形成我国自主可控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。为实现这一目标，邓中亮带领团队不断攻坚克难，一直努力着。

    航空、航海、通信、人员跟踪、消费娱乐、测绘、授时、车辆监控管理、汽车导航与信息服务……尽管卫星导航定位服务可以提供上百种应用服务，但其真正的大众化民用市场还只是刚刚开始，今后的路还很长。有了“羲和”系统，这一切有望成为可能。对于未来，邓中亮满怀期望。

    文/马爱平