近日，工業(yè)和信息化部批復(fù)中國移動使用其4.9GHz部分5G頻率資源在國內(nèi)有關(guān)省份開展5G地空通信（5G-ATG）技術(shù)試驗(yàn)。該技術(shù)將在地面與飛機(jī)機(jī)艙間建立地空通信鏈路，使乘客在機(jī)艙內(nèi)通過無線局域網(wǎng)接入方式訪問互聯(lián)網(wǎng)，這將進(jìn)一步提升5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的空間維度，更好滿足航空旅客日益增長的空中訪問互聯(lián)網(wǎng)需求。

(資料圖)

從地面到高空，5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍越來越廣。覆蓋如此廣泛的5G網(wǎng)絡(luò)，除了通信，能否有其他用途呢？對此，北京郵電大學(xué)教授鄧中亮的答案是“能”。

“5G+北斗”，正是鄧中亮給出的答案。“5G是地上的網(wǎng)，北斗是天上的網(wǎng)，將兩者融合實(shí)現(xiàn)‘通導(dǎo)一體化建設(shè)’，能夠帶來海量的高精度、高時效的地理大數(shù)據(jù)。”鄧中亮表示。

與5G通信網(wǎng)絡(luò)一樣，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國又一“大國重器”。從1994年起，北斗一號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)立項研制建設(shè)，經(jīng)過“三步走”戰(zhàn)略，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)成為全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之一，向全球范圍用戶提供服務(wù)。

為什么要將5G和北斗融合起來

“‘5G+北斗’，能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)外的無縫定位。”鄧中亮表示，“雖然衛(wèi)星導(dǎo)航定位解決了室外空曠區(qū)域定位的基本需求問題，在室外空曠區(qū)域北斗系統(tǒng)已經(jīng)能夠提供較為可靠的定位性能，但其信號無法覆蓋室內(nèi)且對環(huán)境免疫性較差，難以滿足室內(nèi)定位以及室外遮擋等復(fù)雜區(qū)域定位的需求。”

鄧中亮向記者介紹，由于衛(wèi)星定位信號強(qiáng)度弱、易受遮擋等環(huán)境因素干擾，難以在室內(nèi)進(jìn)行定位是世界各國亟待解決的難點(diǎn)。

天上的衛(wèi)星信號難以進(jìn)入室內(nèi)，但地面的通信信號卻幾乎無處不在。那么，通信信號能用于定位導(dǎo)航嗎？針對這個問題，鄧中亮及其團(tuán)隊提出了“5G+北斗”的“通導(dǎo)融合”思路。

“‘通導(dǎo)融合’，就是用移動通信網(wǎng)來做定位導(dǎo)航。”鄧中亮向記者介紹，“原來只有室外才有衛(wèi)星信號，室內(nèi)沒有，但現(xiàn)在用通信信號替代衛(wèi)星信號，定位服務(wù)就可以從室外‘跑’到室內(nèi)來了。”鄧中亮表示，讓原本只用于通信的地面基站也能提供定位功能，兩者的信號覆蓋互為補(bǔ)充，就能大大提高位置服務(wù)能力。

“通導(dǎo)融合”的思路不僅能夠提高定位信號覆蓋的廣度，還能夠大大增強(qiáng)定位的精度。

“目前衛(wèi)星定位導(dǎo)航，利用四顆衛(wèi)星就能算出你的位置，定位的精度可以達(dá)到十米左右。但想要進(jìn)一步提高精度到米級、分米級、厘米級，就必須有星基、地基等增強(qiáng)體系。不過這些增強(qiáng)信號，在室內(nèi)、地下、城市峽谷等區(qū)域還是無法精準(zhǔn)定位。”鄧中亮說，“5G+北斗”能夠?qū)崿F(xiàn)定位信號的廣域覆蓋，“5G高速度、大容量的特點(diǎn)，可以穩(wěn)定傳輸北斗地基增強(qiáng)時空位置修正信號，使得北斗的時空精度更高，再加上移動通信網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)覆蓋能力，就可以把高精度定位服務(wù)覆蓋到人類、機(jī)械能涉及的所有空間。”

“5G+北斗”可以應(yīng)用在哪些領(lǐng)域

“‘5G+北斗’可以賦能千行百業(yè)。”鄧中亮表示，5G和北斗的融合與相互賦能，本質(zhì)上是時間和空間位置基于通信的融合，“二者同時作用，能產(chǎn)生顛覆性的技術(shù)，在不同場景下會催生出不同應(yīng)用。”

在交通領(lǐng)域，北斗室內(nèi)外無縫銜接的定位導(dǎo)航技術(shù)，解決了隧道場景下衛(wèi)星信號缺失的問題。

鄧中亮介紹，以往由于衛(wèi)星信號無法抵達(dá)地下，無法進(jìn)行精確定位，導(dǎo)致隧道下存在監(jiān)管盲區(qū)，一旦發(fā)生事故就會帶來極大的麻煩，現(xiàn)在，“5G+北斗”為問題的解決提供了新思路——“雖然隧道里面沒有衛(wèi)星信號，但是卻有通信信號。如今，利用‘通導(dǎo)融合’的思路，隧道中也可以實(shí)現(xiàn)高精度定位，有助于提升隧道通行效率，降低隧道內(nèi)事故發(fā)生頻率，減少隧道事故導(dǎo)致的財產(chǎn)損失。”

“還有我們常用的手機(jī)打車——一打開打車軟件，車在哪里、人在哪里立馬清清楚楚，而這靠單純的衛(wèi)星定位是做不到的。如今，將衛(wèi)星定位和地面的通信定位融合，就能實(shí)現(xiàn)人車的精確定位。”鄧中亮說。

在智慧礦山的建設(shè)中，“5G+北斗”也有不俗的表現(xiàn)。

以5G網(wǎng)絡(luò)為依托，結(jié)合北斗定位技術(shù)，有望實(shí)現(xiàn)礦山挖裝、運(yùn)輸、監(jiān)測等環(huán)節(jié)的無人化遠(yuǎn)程操控。鄧中亮表示：“5G網(wǎng)絡(luò)具有低時延的優(yōu)勢，再加上高精度的定位，兩者相結(jié)合，人在地面，就可以實(shí)現(xiàn)對地下機(jī)器的實(shí)時監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)智慧礦山的設(shè)想。對于存在風(fēng)險的礦區(qū)，可最大限度提高生產(chǎn)安全性，實(shí)現(xiàn)安全零事故、人員零傷亡。”

除了采礦和交通，“5G+北斗”還可用于測量測繪、無人農(nóng)機(jī)作業(yè)、無人機(jī)電力巡檢、智慧養(yǎng)老、重大活動指揮管理等各個方面。

中國移動發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，截至目前，我國已建成4400個高精度定位基準(zhǔn)站，形成全球規(guī)模最大的“5G+北斗”高精定位地基增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)。正如鄧中亮所說，“未來，‘5G+北斗’的應(yīng)用潛力，將只會受限于我們的想象力。”