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精准定位,方能为生活导航

    发布时间:2021-03-03

  
——记北京邮电大学副教授尹露
  
王静娟

  
  
  提起导航,很多人第一时间想到的是手机App里的地图软件。但实际上,导航的应用领域远不止于此。以2020年7月31日“北斗三号”全球卫星导航系统开通事件为例,它将为全球用户提供全天候、全天时、高精度定位、导航和授时服务,并将带动无人驾驶、智慧城市、新基建等领域的进步。可以说,导航定位系统已经成为人类从事政治、经济和军事活动必不可少的信息技术。而在伟大工程的背后,是中国科研人员26年的不懈努力。北京邮电大学尹露也是众多奋斗的科研人之一。
  
做科研始于好奇,成于坚持
  接触定位技术之前,尹露对该领域更多的感受是好奇。后来,跟着邓中亮老师的研究方向,尹露开始了无线定位学习。在老师的指导下,尹露发现,“科研道路上,坚持和好奇心同样重要”。
  他解释说:“对于任何事情,都必须有好奇心才能继续研究,继而发现问题,并产生解决问题的冲动。当然,仅仅有好奇心还不够,还必须能坚持。因为解决问题是一个很艰难的过程,一定要能坚持,熬得住,才可能真正收获成果。”
  可以说,这句话既是尹露对自己科研过程的真实写照,也是成为老师后,他对学生最真挚的期待。
  这些年,经过知识的积累和科研的积淀,如今的尹露兢兢业业,十分能“熬”。对于科研难题,他从来不缺“打破砂锅问到底”的毅力。尹露说:“对于解决掉困扰大家很久的难题,我会有一种酣畅淋漓的满足感。所以,不需要别的事物来转移视线,缓解压力。对我来说,解决问题就是最好的释放压力的方式。”
  
以解决实际难题为科研出发点
  尹露做科研,总是以解决实际难题为出发点。为此,他不喜欢在老问题上针尖对麦芒,他更倾向于围绕新技术拓展思路,进行颠覆性创新。在原“863”项目“基于新一代通信网络的室内定位导航新技术”中,针对传统通信系统中的定位参考信号(PRS)定位精度低、覆盖范围小的问题,尹露及其所在团队结合5G网络的崛起,开展了5G通信导航一体化技术的研究。
  然而在研究过程中,尹露发现,由于5G信号的高衰减、5G基站的高密度等特性,导致传统通导一体化信号强弱干扰急剧增强;同时,通信终端通常只须与一个通信基站建立连接,而定位终端需要与多个基站同时建立连接,进一步恶化了5G通导一体化信号的覆盖范围及定位精度。
  面对“死胡同”局面,尹露没有坐以待毙,停滞不前,而是打破传统定位信号以广播形式播发的固有思维,通过面向5G的新体制通导一体化信号设计,创新提出了多尺度非正交多址接入(MS-NOMA)调制方法,并在定位系统中首次引入了功率控制与资源分配思想,令人欣喜的是,此举将5G定位信号的覆盖范围提高了近一倍,定位精度提升20%以上。研究取得了初步成功。
  为了提高“北斗+5G”融合定位性能,尹露提出了交叉多路测距协议(CO-MWR),将“北斗+5G”定位网的测距效率提升了数倍;不仅如此,他还建立了协同冗余有效性检验模型(CRV),国际上首次利用“概率”而非“距离”来检验多源定位系统的信号质量,并将其通过证据理论与协同定位相结合,大幅提高了定位鲁棒性。尹露再一次取得突破。在多项成果加持下,尹露成功入选2019年中国科协青年人才托举工程。
  “路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。”随着定位技术的快速发展以及人工智能在学科领域的渗透,尹露表示:“人工智能+导航系统的技术结合,将会在定位领域产生不小的应用潜力。接下来我将结合人工智能技术,在无线定位科研中发掘新突破。”
  

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