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）

青少年脊柱侧弯之忧浮出水面******

　　对于不少家长来说，显而易见的近视、肥胖问题受关注较多，而对另一个隐匿性较强的身体危害却关注不多，那就是青少年脊柱侧弯问题。

　　自2019年以来，山东体育学院坚持开展青少年脊柱侧弯筛查与科普志愿服务项目，每年筛查大约1万名青少年学生。期间发现，对脊柱侧弯不了解、甚至刻意回避这一问题的家长不在少数。

　　山东体育学院体育科学研究院执行院长、山东省青少年脊柱健康促进中心主任田雪文近日向中青报·中青网记者介绍，大约3%至5%的青少年存在脊柱侧弯问题，但很多家长直到孩子的脊柱侧弯已经到了较为严重的程度才会有所察觉。严重的脊柱侧弯将给孩子的身体健康造成极大危害，这既体现在生理上，即压迫、挤占心脏、胃肠等脏器的发育空间，影响这些脏器的功能。同时，也体现在心理上，身姿不正的孩子往往会有自卑感。

　　孩子的不良坐姿习惯以及在参与一些可能会造成脊柱侧弯的运动时缺乏预防措施，都会给孩子带来脊柱侧弯问题。田雪文特别提到，近年来，很多家长热衷于让孩子，特别是女孩，学习舞蹈，但因可能存在的训练不科学和预防措施不足的问题，不规范的舞蹈训练导致孩子出现脊柱侧弯的案例也越来越多。此外，一些单侧运动也可能给孩子带来脊柱侧弯的问题。记者之前在采访北京青少年冰球运动时就了解到，由于身体长期单侧发力，青少年冰球选手较容易发生脊柱侧弯。这一现象在青少年长期参加其他单侧运动(如皮划艇、击剑、网球等)时也较为普遍。

　　早在2019年之前，通过设立于山东体育学院的山东学生体质监测中心每年进行的大量学生体质测试工作，田雪文发现，青少年脊柱侧弯问题日益突出。因此，山东体育学院发起了青少年脊柱侧弯筛查与科普志愿服务项目。一方面与学校合作，面向广大青少年开展脊柱侧弯的早筛查、早发现，另一方面，通过向学生、家长、学校科普脊柱侧弯相关知识，提醒学生、家长关注和预防脊柱侧弯。

　　田雪文回忆，早期进行学生脊柱侧弯的筛查工作时，甚至遇到一些家长对此有误解。由于脊柱侧弯的检查需要学生脱去上衣，一些家长对此非常抵触，这主要还是因为家长们对脊柱侧弯及预防缺乏了解。

　　田雪文表示，根据筛查情况看，脊柱侧弯多发于10至15岁的青少年，这也是孩子身体发育的一个高峰期。脊柱侧弯早发现，可以通过脊柱保健操等运动手段进行干预，使孩子的脊柱侧弯控制在较轻范围内，使其尽可能不对身体健康产生危害。而一旦错过早发现早干预的阶段，脊柱侧弯会随着孩子的身体发育不断加重，当脊柱侧弯已经到了较为严重的程度，就只能进行手术治疗，这无疑将大大增加孩子的痛苦。

　　对于进行舞蹈训练和长期参与单侧运动的青少年来说，家长更有必要关注孩子的脊柱侧弯问题和加强预防措施。北京一名冰球教练建议，孩子在参与单侧运动之余，应积极参与一些均衡性运动，如游泳、跑步、体操训练、骑自行车等，以促进身体各部位的全面锻炼、平衡发展。

　　在开展青少年脊柱侧弯筛查与科普志愿服务项目的3年多时间里，田雪文与团队的30多名师生欣慰地发现，随着家长们对脊柱侧弯的了解程度越来越深，他们也会对脊柱侧弯的早筛查、早干预工作越来越关注和支持。从整个社会来说，对青少年脊柱侧弯的问题也越来越重视。2022年，山东省教育厅在山东体育学院正式设立了山东省青少年脊柱健康促进中心。青少年脊柱侧弯筛查与科普志愿服务项目，也入选了国家体育总局群体司组织开展的2022年全民健身志愿服务项目库。

　　青少年脊柱侧弯的发病初期隐匿性较强，却是干预、治疗的黄金期。但目前，国内大多数家长对脊柱侧弯仍缺乏认知和判断，大规模的青少年脊柱侧弯筛查就显得十分重要。田雪文介绍，从山东来说，今年预计对青少年(中小学生)进行脊柱侧弯的筛查人数将从之前的每年1万人增加到5至10万人。并通过制作《青少年脊柱健康保健操》《体态瑜伽还你挺拔身姿》《趣味健身操》《青少年体适能》《极简十式太极拳》《八段锦》等视频，向广大家长和学生传播脊柱健康的科普知识和训练方法。

　　中青报·中青网记者 慈鑫 来源：中国青年报