巧借5G设施，将北斗导航延伸至地下******
在雄安新区容东片区的地下停车场，看不到纷繁复杂的线路，大量装备都被“隐藏”在专门的机房里。机房的墙壁上放置着3个小盒子，既有合路器，又有北斗卫星导航室内分布单元，还有运营商的5G基站。在这里，一条线路连接楼顶上方，以获取北斗等卫星的定位信号；一条室分线路连接多个“小蘑菇头”，以实现地下停车场信号无缝覆盖。
在复杂如“迷宫”的地下停车场，找不到自己的车或者开着车找不到出口，是人们经常遇到的尴尬又让人头疼的事情。
如今，在“地上一座城、地下一座城、‘云’上一座城”的河北雄安新区（以下简称雄安新区），精准室内导航技术正在改变这一现状。雄安新区利用“5G+北斗”技术，低成本快速实现了区域地下空间准确定位与导航。即便是身处地下停车场，“智慧”定位导航系统也能够随时告知用户的具体位置，以及下一步该往哪走，让地下通行更加便捷、高效。
瞄准地下精准定位导航难题
人们的切身体会是，在室内尤其是地下开阔空间，定位导航服务远不如地上来得精准且持续。在接受科技日报记者采访时，北京邮电大学信息与通信工程学院副教授路兆铭直言：“当前的室内定位技术解决了定位服务‘有与无’的问题，但尚未解决‘服务质量有保障’的问题。”
当前，雄安新区“地下一座城”已经初具规模。除去高标准建设的、埋藏在地下的城市“大动脉”——城市综合管廊外，城市中地下停车场的面积也非常大。
例如，在雄安新区首个集中建成区——容东片区，众多小区、楼宇的地下停车场全部联通。在大规模的地下空间中，会有大量的人、车、物流动，初入其中很容易迷路，如何实现精准定位导航成为雄安新区“地下一座城”建设过程中面临的问题。
2022年，国家重点研发计划设立“交通基础设施”专项，在5G通信与信号定位领域有长期积累的北京邮电大学信息与通信工程学院，成为“雄安新区交通设施数字化建设示范应用”项目的牵头单位，展开“5G+北斗地下空间组合式定位导航”的课题研究。
作为上述课题负责人，路兆铭告诉记者，为了解决无法实现地下精准定位的难题，“5G+北斗地下空间组合式定位导航”课题组在立项时便设定了三个层级的目标：高精度车辆定位与导航、亚米级人员定位与导航、地上地下一体化无缝定位。
“项目结项时，我们要在雄安新区超大规模地下停车场内实现这三个目标的示范应用，这对我们来说是一个不小的挑战。”路兆铭表示。
北斗卫星信号赋能地下精准导航
“手机在室内有信号，不是靠室外的铁塔基站来实现，而是靠室内分布系统。”路兆铭告诉记者，这个系统并不神秘，就是人们经常在楼道或者家门口看见的那种“小蘑菇头”（信号增强器）。
在雄安新区容东片区的地下停车场，记者举目四望，看不到纷繁复杂的线路，大量装备都被“隐藏”在专门的机房里。机房的墙壁上放置着3个小盒子，既有合路器，又有北斗卫星导航室内分布单元，还有运营商的5G基站。在这里，一条线路连接楼顶上方，以获取北斗等卫星的定位信号；一条室分线路连接多个“小蘑菇头”，以实现地下停车场信号无缝覆盖。
现代楼宇建筑多由钢筋混凝土建成，室外信号被墙体“屏蔽”，需要室内分布系统进行信号的全覆盖。特别是2018年，工业和信息化部要求5G室内信号实现共建共享，运营商将各路信号“混”入统一由中国铁塔股份有限公司提供的关键设备——合路器中。这样，运营商的标准5G室内信号便被合路器分散给各个“小蘑菇头”，以实现信号扩增。
路兆铭科研团队成员“就地取材”，利用现有的4G/5G的室内分布系统，在5G基础设施上混搭北斗卫星导航信号，无需重建基础设施，只用一个简单的“加法”，就让北斗信号“混”入5G信号，构建出了一个精准的地下定位导航系统。
看似简单的操作，背后依靠的是融合定位算法的创新。“我们团队创新性地提出由信号SLAM（即时定位与建图）架构的‘5G+北斗组合式定位算法’，实现时空信息融合，使室内分布系统支持地下1米精度的定位与导航。”路兆铭表示。
从理论上来说，要给物体做空间定位，至少需要3个角度的观测值，而且观测值越多、定位越精准。“好比说，如果一辆车旁边站着10个人，每个人眼中车的位置都是1个观测值，那么当把10个观测值全部融合起来，车辆定位就会更精确。”路兆铭表示，“5G+北斗组合式定位算法”正是将北斗卫星导航信号、5G信号、加速度计等多源位置观测信息融合在一起，精确解算出车辆的当前位置。
除了创新定位算法，路兆铭科研团队还在算法的实际场景应用与优化方面做了大量工作。当技术成型后，2021年初，路兆铭科研团队先在北京邮电大学校园搭建环境进行了算法和技术验证，当年6月到雄安新区容东片区杏秋苑地下停车场搭建了试点，开展了为期一年的驻场技术研发和创新。在这期间，路兆铭科研团队解决了三四十种问题，例如异形路段、从地上到地下的定位与导航衔接等，使地下定位导航系统越来越适用于具体场景。
把导航服务送到更多地下停车场
随着大规模推广示范，目前地下定位导航系统已覆盖容东片区超过20万平方米的地下停车场。
利用“5G+北斗”定位导航技术，在雄安新区可实现停车场人员和车辆准确位置导航。路兆铭告诉记者，这套技术还可以被集成到百度地图、高德地图、雄安行等应用程序中，用户通过手机就能够实现精准定位导航。
路兆铭科研团队在容东片区地下停车场的测试结果显示，他们研发的地下定位导航系统，其室内导航定位精度在2米左右，可以实现找车位等功能。经测算，与此前技术方案相比，这套拥有完全自主知识产权的技术方案可以将整个建设成本节省50%以上。
“现如今，不光是容东片区，容西片区、启东区的地下空间也将推广使用这套地下定位导航系统。”路兆铭表示，作为在雄安新区示范应用的创新技术，这套地下定位导航方案未来还有望被推广至医院、商业综合体、地下矿区、航站楼等地上地下一体化的复杂场景中。
“雄安新区为技术创新提供了现实需求，更为创新技术应用提供了极好的验证平台。”路兆铭表示，借助雄安新区先进的设计理念和丰富齐全的场景需求，潜藏在论文里的新技术与方法得到了转化应用。
“未来，地下精准定位导航技术还将在河南、福建、广东等地不断推进建设。”路兆铭希望，能把精准定位与导航服务送到更多地下停车场中。（科技日报记者 何 亮）
2023春运专报：西北地区有沙尘 冷空气影响东北地区华北等地******
中国天气网讯 昨日(1月17日)，内蒙古西部、甘肃西部、宁夏北部、新疆南部等地部分地区出现扬沙或浮尘；西藏东部、青海东南部、川西高原北部、贵州北部及内蒙古东北部等地部分地区出现小雪或雨夹雪。
全国天气预报
内蒙古甘肃宁夏陕西等地有沙尘天气。18日白天到夜间，新疆南部、内蒙古中西部、甘肃中西部、青海北部、宁夏、陕西北部等地的部分地区有扬沙或浮尘，局地有沙尘暴；19日，上述地区沙尘天气减弱，但受传输影响，北京、河北、山西等地白天时段PM10有短时升高。
冷空气将影响东北地区华北等地。19日至20日，受冷空气影响，华北、东北地区、黄淮北部及内蒙古中东部等地气温将下降4～8℃，部分地区降幅10～12℃，局地14℃以上；上述地区并伴有4～6级风，阵风7～8级，我国大部海域将有7～8级风。21日清晨，黑龙江等局地日最低气温将接近或突破历史同期极值。
另外，18日至20日，青藏高原东部和西南部、贵州中北部、内蒙古东北部、东北地区东部和北部等地有弱雨雪天气，西藏东南部和西南部局地有大到暴雪；全国其他大部地区降水稀少，天气以晴到多云为主。
未来两天具体降水预报如下：
18日中午至夜间，内蒙古中东部、黑龙江、吉林中部、西藏西部和东部、青海南部、川西高原北部、贵州西部、云南东北部和西北部等地部分地区有小到中雪或雨夹雪，西藏东南部等地部分地区有大到暴雪；西藏东南部、四川盆地东部、重庆西南部、云南中东部等地部分地区有小雨(见图1)。
19日，内蒙古东部、黑龙江、吉林东部、辽宁北部、西藏西部和东南部、青海南部、贵州西部等地部分地区有小到中雪或雨夹雪，西藏西南部等地部分地区有大到暴雪(10～15毫米)；重庆南部、贵州北部、云南中东部、海南岛等地部分地区有小雨(见图2)。
图1 全国降水量预报图(1月18日14时-19日08时)
图2 全国降水量预报图(1月19日08时-20日08时)北京地区天气预报
预计18日至19日，北京地区天气以晴为主；受冷空气影响，19日有4级左右偏北风，阵风可达7、8级。该期间白天最高气温4℃左右，夜间最低气温-10～-6℃。
海上天气预报
预计18日中午至19日夜间，东海南部海域、台湾海峡、台湾以东洋面、巴士海峡、南海大部海域、北部湾将有6～8级、阵风9～10级的偏北或东北风；渤海、渤海海峡、黄海大部海域将有6～7级、阵风8级的偏北风。
全国道路交通影响预报
预计18日中午至19日中午，内蒙古中东部、黑龙江大部、吉林东部、西藏西部和东部、青海南部、川西高原北部、贵州西部、云南东北部等地部分道路受小到中雪或雨夹雪影响，其中，西藏东南部部分道路受大到暴雪影响；四川东部和南部、重庆、贵州中北部、云南中东部、海南岛南部等地部分道路受小雨影响；内蒙古西部、陕西北部、宁夏北部、新疆南部部分道路受沙尘影响能见度低；江苏东南部、安徽西南部、江西西北部、福建东南部、四川东部、重庆西南部、云南东部部分道路受雾影响能见度低(见图3、附件1)。
图3 全国公路气象预报图(1月18日14时-19日14时)全国铁路交通气象影响预报
预计18日中午至19日中午，受降雪天气影响，滨洲线扎兰屯-海拉尔、滨绥线哈尔滨-牡丹江、集通线三营图-牙拉盖图、青藏线塘岗-托居、沪昆线六枝-凤凰山、沪昆高速铁路关岭-普安县、宁蓉线恩施-沙子、宝成线双河口-新都、成昆线共和-甘洛等铁路线路注意防范低温冰冻对铁路运行带来的不利影响。包兰线乌海-包头、集通线集宁-化德、京包线包头东-集宁南等铁路线路注意防范冷空气大风对铁路运行带来的不利影响。兰新线昌吉-玛纳斯有重度霾，注意防范低能见度对铁路运行带来的不利影响。
全国机场气象影响预报
预计18日中午至19日中午，全国大部机场适航。内蒙古、宁夏北部、陕西北部、山西、河北、北京、天津、黑龙江、吉林、辽宁、山东、云南、贵州、台湾西部等地的中低空空域有轻到中度颠簸；内蒙古中北部、黑龙江、吉林、辽宁北部、重庆、贵州、湖南北部、湖北南部等地的低空空域有积冰条件。
18日夜间，哈尔滨机场有小雪天气；19日早间，哈尔滨、长春、沈阳机场有霜；19日中午，银川机场有扬沙天气。
长江干线航道气象影响预报
18日白天，长江干线大部航段适宜通航；重庆部分航段有轻雾；湖北部分航段有6级左右阵风。低能见度影响航段：泸州-重庆；大风影响航段：三峡-宜昌。
18日夜间，长江干线大部航段适宜通航；四川部分航段有轻雾。低能见度影响航段：泸州-重庆。
关注与建议
未来三天青藏高原、西南地区、东北地区有雨雪，北方地区有冷空气活动，需防范道路积雪、结冰和大风降温天气等对春运交通、城市运行等的不利影响；内蒙古、甘肃、青海、宁夏、陕西及新疆等地需防范沙尘天气对交通出行、人体健康的不利影响。
附件1
主要公路路段气象影响预报
(1月18日中午-19日中午)
受大到暴雪影响的主要路段有：
318国道西藏波密境内路段
受小到中雪或雨夹雪影响的主要路段有：
京昆高速(G5)四川德阳—成都段、四川雅安境内路段
绥满高速(G10)黑龙江牡丹江—尚志—哈尔滨段
哈同高速(G1011)哈尔滨—黑龙江宾县—方正—依兰—佳木斯段
鹤大高速(G11)黑龙江鹤岗—佳木斯段
鹤哈高速(G1111)黑龙江绥化境内路段
二广高速(G55)内蒙古白音查干境内路段
杭瑞高速(G56)云南曲靖—马龙段
沪昆高速(G60)贵州清镇—平坝—安顺—镇宁—晴隆—普安—盘县—云南富源—曲靖—马龙段
厦蓉高速(G76)成都境内路段
渝昆高速(G85)云南大关境内路段、云南会泽境内路段
成渝环线(G93)成都—四川德阳—绵阳段、四川雅安—名山段、成都境内路段
成灌高速成都—四川都江堰段
成温邛高速成都境内路段
曲陆高速云南曲靖—陆良—召夸段
108国道四川绵阳—德阳—成都段、四川雅安—荥经—汉源段
109国道青海雁石坪—唐古拉山口段
111国道黑龙江富裕—讷河—嫩江—内蒙古大杨树—加格达齐段
201国道黑龙江鹤岗—佳木斯—桦南—七台河段、黑龙江柳树—牡丹江—宁安—黑吉省界—吉林敦化—抚松—江源—白山—通化—辽宁桓仁—宽甸段
202国道黑龙江黑河—孙吴—北安—克东—拜泉段
207国道内蒙古锡林浩特—太仆寺旗—蒙冀省界段
208国道内蒙古察哈尔右翼后旗境内路段
209国道湖北建始境内路段
213国道甘川省界—四川若尔盖—潘松—茂县—汶川—都江堰—成都段、云南大关—昭通段、云南待补境内路段
214国道青海巴颜喀拉山口—玉树—囊谦—青藏省界—西藏类乌齐—昌都—左贡段、藏滇省界—云南德钦段
216国道新疆切尔克齐—富蕴—阿热勒托别克段
217国道新疆阿拉哈克—布尔津段
219国道西藏那木如—门土段
221国道哈尔滨—黑龙江宾县—方正—依兰—佳木斯—桦川—集贤—富锦—同江段
222国道黑龙江绥化—庆安—铁力—伊春段
301国道黑龙江牡丹江—海林—尚志—阿城—哈尔滨段、黑龙江甘南—内蒙古阿荣旗—牙克石—呼伦贝尔—陈巴尔虎旗段
302国道吉林敦化—蛟河—庆岭段
303国道吉林集安—通化段、内蒙古巴林右旗—林西—克什克腾旗—锡林浩特段
304国道内蒙古霍林郭勒境内路段
305国道内蒙古巴林右旗—林西段
306国道内蒙古克什克腾旗境内路段
317国道成都—四川都江堰—汶川—理县—马尔康—炉霍—甘孜—德格—西藏江达—昌都—类乌齐—丁青—巴青段
318国道湖北利川境内路段、成都境内路段、四川雅安—天全段、四川理塘—德达段、西藏左贡—八宿—玉普段、西藏排龙—林芝—工布江达段
320国道贵州清镇—平坝—安顺—镇宁—关岭—晴隆—普安—盘县段、云南曲靖—马龙段
321国道贵州修文—黔西—大方—黔川交界段
324国道云南罗平—师宗—陆良段
326国道贵州金沙—大方—毕节—赫章—威宁—黔滇省界—云南宣威—曲靖—陆良段
受雾影响的主要路段有：
沈海高速(G15)福建厦门境内路段
济广高速(G35)江西鹰潭境内路段
沪陕高速(G40)江苏启东境内路段
沪渝高速(G50)重庆境内路段
沪昆高速(G60)江西弋阳—鹰潭段
包茂高速(G65)重庆—重庆界石段
兰海高速(G75)重庆境内路段
成渝环线(G93)重庆境内路段
206国道江西鹰潭境内路段
210国道重庆境内路段
319国道重庆境内路段
320国道江西贵溪—鹰潭段、云南富源境内路段
受沙尘影响的主要路段有：
京藏高速(G6)内蒙古临河—磴口—乌海—宁夏惠农段
京新高速(G7)内蒙古临河境内路段
青银高速(G20)陕西郝滩—定边—陕宁省界—宁夏高沙窝段
定武高速(G2012)陕西定边—宁夏盐中段
包茂高速(G65)内蒙古鄂尔多斯境内路段
109国道内蒙古鄂尔多斯—杭锦旗—蒙宁省界段
110国道内蒙古五原—巴彦淖尔—磴口—乌海段
210国道内蒙古鄂尔多斯—蒙陕省界段
219国道新疆叶城—赛图拉段
307国道陕西郝滩—定边—陕宁省界—宁夏盐池段
315国道新疆且末—民丰—于田—策勒—洛浦—和田—墨玉—叶城—泽普—莎车—英吉沙—疏勒段
附件2
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