地下空间怎么定位导航？我国超宽带UWB技术获突破，解决GPS失效难题

在9月21日的北京, 有一项可以让矿工们在作业时睁开眼睛观察前路的实用技术, 已经顺利通过了科技部的最终验收。数据显示, 系统中包含了多达69894个节点, 并且支持每秒高达23675次的并发处理能力, 而这组非常直观的数字, 直接打破了人们对于地下环境里导航技术的原有想象极限。

数字孪生建模撕开盲区

实验室主任蔚保国接受了人民网采访, 他表示给信号绘制了一幅非常准确的数据图谱, 这样就彻底打破了传统旧方法存在的限制。这话表面看起来像是使用的比喻修辞手法, 实际上是指在线采集数据和离线调整优化这两项技术相结合的信道建模方式。

超宽带信号在巷道粉尘、金属设备间反复折射, 传播特性极度非平稳, 必须逐点刻画功率时延方向, 不是把信号放大那么简单。

单站到城市级的弹性网络

经实际测试发现, 当前系统能够容纳的节点数量达到了69894个, 同时并发定位的数量也超过了23675个。如果我们将这一结果与2019年某大型煤矿所采用的旧方案进行对比的话, 当时的那个旧方案是无法承受超过3000个终端设备的压力的。

基于此对比可以看出, 这次的新方案在容量方面实现了巨大的飞跃, 相较于旧方案其承载能力提升了超过7倍之多。

城市地下管廊实现了所有接口的一次性完整接入, 从此不再受到容量的卡脖子限制, 网络的架构体系可以从最小的单个站点开始, 非常平滑地扩展到整个城市的规模那么大。

探界100芯片填了国产空白

国内首款全自主脉冲定位芯片, 目前已研制成功。这种芯片具备三维、二维、一维单基站自适应能力。普通用户可以最为直观地感受到变化。比如在地铁隧道检修场合里, 工作人员再也不用通过人工方式去拉线了。

芯片现在已经进入量产阶段, 但是后端的模组以及云平台还在倚重多家供应商来提供配套支持, 至于那69894个节点的接入协议标准, 目前依旧处于没有公开的状态。

雄安和煤矿先跑通了

该成果已经在雄安新区的地下空间以及特大型煤矿这些地方, 完成了规模化的验证工作。虽然雄安管井里面的情况和使用煤矿瓦斯粉尘的场景之间存在着极大的差别, 但这两种不同的场景都已经成功跑通了。

这个项目是依托国家“十四五”规划里的地球观测与导航领域国家重点研发计划进行立项建设的, 而且这个实验室是属于中国电科网络通信研究院的, 另外这篇新闻通稿是由小编赵竹青负责动手写出来的。

和地面北斗是互补不是替代

卫星信号是不能穿透那种厚厚的混凝土板的, 这属于物理上的穿透能力问题, 而不是什么精度方面的毛病呢, 所以在地下地区必须要去走超宽带脉冲的路线才行。

耐人寻味的是，北斗三号组网刚满五周年已进厘米级，地下定位才刚过验收，一上一下时空拼图这才真正闭合。

产业链卡在哪

华为是在二零二三年发布的其地下通信方案。那个方案的侧重点在于宏覆盖。我们的这个方案主打的是高并发精准定位。我们在矿山场景和管廊场景里面, 跟那个方案存在着直接竞争关系。

协议标准什么时候开放, 这事决定了一个结果。这个结果是关于这69894个节点的去向。它们会停留在验收报告里面。或者它们会真正铺在城市地下。

关于在你所在的城市里, 如果把地下管廊全部铺设上这一套系统, 首先会被卡住脖子的, 究竟是芯片的产能问题, 还是协议的统一标准问题呢? 欢迎各位在评论区留言发表看法。

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