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）
【新时代新征程新伟业】中国蚕业科学研究世界领先 “超级蚕”育种计划启动******
中新网重庆12月20日电 题：中国蚕业科学研究世界领先 “超级蚕”育种计划启动
中新网记者 钟旖
“我们正着手启动‘超级蚕’育种计划，希望以育种上的跨越，助推蚕桑产业实现向仲怀院士提出的‘重回经济发展主赛道’。”在实验室内忙碌的西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室主任、国家蚕桑产业技术体系首席科学家代方银教授近日在接受中新网记者采访时如是说。
这是中国蚕桑学领域唯一的国家重点实验室，2022年已接连发布多个重要成果。10月，代方银团队完成种质资源“千蚕基因组计划”，发布世界首张“家蚕超级泛基因组图谱”，率先创建“数字家蚕”基因库，将中国蚕学研究推进到分子设计育种阶段……中国蚕业科学研究持续保持世界领跑地位。
图为西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室主任代方银在实验室内指导工作。 周毅 摄这样的成果何以取得？窥一斑而知全豹，代方银向记者谈起从事家蚕遗传学研究的30年。
代方银1969年出生于贵州一个农村家庭，亲身经历磨砺，让他深知“农”为民之本的重要性。在填报高考志愿时，他主动选择西南农业大学(2005年与西南师范大学合并为西南大学)，并于1993年毕业留校，在现中国工程院院士、西南大学蚕学与系统生物学研究所所长向仲怀及前任国家蚕桑产业技术体系首席科学家鲁成的培养下，从事家蚕种质资源保护和研究，为蚕学发展执灯前行。
“当时，身边人都说我‘掉进了苦海’，但我并不觉得。”代方银介绍说，保护家蚕品种资源，是所有家蚕研究的基础。为保存好蚕品种，彼时他常年待在西南农业大学家蚕基因资源库内，像养育孩子一样照料蚕宝宝，同时收集、鉴定、诱变及定向改造家蚕。
至世纪之交，资源库内蚕的品系数从前人积累的300多种增至700多种，西南农业大学正式宣布建成世界最大家蚕基因资源库。目前，这一被誉为“蚕宫殿”的“世界第一库”已占据领先地位20多年，保存着1100余种家蚕品系活体，为后期开展育种研究奠定雄厚基础。
蚕，中国从古至今最主要的经济昆虫之一，为国家经济社会发展立下汗马功劳。但二十世纪八九十年代以来，家蚕育种遇到瓶颈。传统育种方法的局限性令家蚕的品种、产量、性状无明显改善，严重限制了蚕桑产业效益的进一步提升。
图为家蚕生命周期各阶段丰富的表型多样性。 家蚕基因组生物学国家重点实验室供图代方银认为，培育高产、优质、高抗、具有特殊性能的高价值蚕品种是家蚕育种的重要方向，而为“育种”破局的前提是摸清影响家蚕育种性状的基因状况。2019年代方银团队全面启动“千蚕基因组”计划，历时4年出炉“家蚕超级泛基因组图谱”。
据介绍，团队对主要来自“蚕宫殿”中的1078份蚕种质资源进行了深度测序，囊括了目前最全面的家蚕和野桑蚕基因组信息，是迄今全球动植物中最大的长读长泛基因组。简单来说，通过这张图，科学家可以像“查字典”一样去对接表型和基因组密码。
“这一成果将开启分子育种新纪元。”向仲怀评价说，如果说以前鉴定特定性状的基因或其因果变异犹如“大海捞针”，现在可谓是“瓮中捉鳖”。超级泛基因组提供了“精细网格化”的“坐标”指导，行家里手可以根据育种目标，结合基因组选择、基因编辑、合成生物学等分子育种手段，实现设计育种。
从发展建成世界最大“家蚕基因库”到主持完成“千蚕基因组”计划，再到充满期待的“超级蚕”育种，代方银把其科研之路归纳为“三部曲”。他畅想，随着蚕桑基因组生物学成果向应用开发推进，现代蚕桑业实现转型升级后再次大力造福人类，不仅为乡村振兴、生物经济等提供新的供给，也可在医学、材料学等有关国家战略需要的核心技术领域迸发出新的作用。
年过五旬，身兼教学、科研、管理等职的代方银觉得自己的时间愈发宝贵。他坦言，“超级蚕”的设计育种之路或将面临曲折，但只要道路是正确的，就不怕用长期的实践来检验，要努力去实现。
“科研的本质就是有需求导向和时代特征的创新，而创新就是发现未发现、揭示未揭示、创造未创造。”代方银告诉记者。(完)
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