主頁（http://www.by236.com）：“羲和”無線網(wǎng)絡通信：遠洋工程建設“定盤星”

2014年,鄧中亮被評為全國十大科技創(chuàng)新人物。圖為孫家棟院士為其頒獎。

■本報記者 彭科峰 陳彬

我國海洋面積近300萬平方公里，約為陸地面積的三分之一，尤其是我國南海被稱為全球第十七條海上戰(zhàn)略通道，貨運通量占全球50%以上。

但長期以來，由于我國遠海作業(yè)與維護能力的瓶頸，海域被分割、島礁被占領、資源被掠奪的情況十分嚴重。多年來，我國有多個島礁被國外占領，嚴重威脅我國領土安全。因此，如何對南海諸多遠海域的船只進行精準定位導航，并實現(xiàn)對遠海船只的實時通信，是一大挑戰(zhàn)。

在2018年1月舉辦的國家科學技術獎勵大會上，北京郵電大學教授鄧中亮團隊聯(lián)合上海華測導航技術股份有限公司、上海達華測繪有限公司等單位對這一重大挑戰(zhàn)給出了滿意的答案。他們攻克了遠海域定位導航與通信融合關鍵技術，榮獲2017年國家技術發(fā)明獎二等獎。

來自遠海域的挑戰(zhàn)

海洋有多重要？2007年，美國首次制定海洋研究優(yōu)先計劃；2010年，美國制定了該國歷史上第一個國家海洋政策；2014年，歐盟宣布啟動海洋能源行動計劃……可以說，海洋已經(jīng)成為新時代國際競爭的焦點。

2013年，我國開始實施科技興海計劃，加強對海洋資源開發(fā)的布局。但是由于種種原因，作為我國領海的南海被周邊國家肆意非法占用和開發(fā)，嚴重威脅我國領土安全。

另外，鄧中亮告訴《中國科學報》記者，每年海上都會發(fā)生多起災難性事件，因缺乏有效的探測手段，海上救援十分困難，造成巨大的經(jīng)濟損失。

鄧中亮指出，長期以來，受制于我國遠海精確定位導航與通信技術瓶頸，我國遠海船舶工程作業(yè)、智能管理和安全保障存在諸多難題，嚴重掣肘了遠海的維權與開發(fā)。

“在陸地，我們可以通過天上的導航衛(wèi)星和地面的大量基準站來實現(xiàn)分米級、厘米級的精準定位，但在遠海域就做不到。因為高溫、高濕、高反射的海面，對于信號傳輸干擾大，光靠天上的衛(wèi)星不能實現(xiàn)分米級定位，而且海上也沒有足夠的地方來建設增強信號的基準站。”鄧中亮說。

突破性的技術

我國早期船舶的定位導航受制于美國的GPS，缺乏獨立自主能力，時常被干擾；同時，遠海域信息傳輸只能依托國外的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，缺乏安全保障。

“可以說，要有效維護我國在南海海域的合法權益，需要解決兩個關鍵問題。第一是如何實現(xiàn)自主、精準的遠海域定位，第二是如何實現(xiàn)實時、準確的應急通信。一開始我們的研究條件非常艱苦，在國際上也沒有可借鑒的先例。”鄧中亮說。

要實現(xiàn)自主的精準定位，就必須依靠我國自主建設的北斗導航系統(tǒng)。如何充分利用北斗及GPS等全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)資源，為我國遠海作業(yè)與智能化交通運輸提供智能化精確導航與通信，這是鄧中亮團隊一開始就在思考的問題。

基于我國自有的北斗衛(wèi)星導航與通信資源，在經(jīng)過一系列攻關后，鄧中亮團隊利用北斗短報文功能進行了創(chuàng)新性的理論和技術突破，實現(xiàn)短報文集群帶寬增容，能夠?qū)⑦h海作業(yè)信息實時回傳。

“同時，我們創(chuàng)新性地提出了跨星座協(xié)同精準定位技術與方法。”鄧中亮介紹，他們的這套技術可以在南海海域同時利用北斗、伽利略、GPS等多個不同系統(tǒng)的衛(wèi)星定位，實現(xiàn)信號的兼容，“對于遠海域定位導航，與單星座相比，跨星座的優(yōu)勢更大”。

經(jīng)過院士專家的評測，鄧中亮團隊的“遠海域定位導航與通信融合關鍵技術”，其定位速度超過其他國家近40%，定位精度超30%。團隊研發(fā)的高精度北斗/GNSS接收機板卡總體性能指標更是達到國內(nèi)外同類產(chǎn)品的領先水平。

逐步鋪開的應用推廣

突破技術瓶頸后，鄧中亮團隊也積極進行了產(chǎn)業(yè)化應用，開發(fā)了具有高性能、高性價比、易于推廣的船載、車載安全監(jiān)控終端。這些終端產(chǎn)品已經(jīng)被超200艘大型船舶安裝使用。其產(chǎn)生的經(jīng)濟效益早已超過百億元。

同時，圍繞該技術，鄧中亮及合作團隊還起草制定了10多項相關標準，其中包括3項國際標準。值得一提的是，他們還實現(xiàn)了中國在遠海作業(yè)國際標準零的突破，意義重大。

鄧中亮團隊的突破來自他們常年在“星地一體”室內(nèi)外高精度定位技術研發(fā)方面的積累和創(chuàng)新。

歷經(jīng)十多年潛心攻關，鄧中亮團隊才研發(fā)出了世界上首個“羲和”室內(nèi)高精度位置服務平臺，攻克了通信網(wǎng)建筑內(nèi)“反散射”傳播的三維“米級”定位國際難題，提出了共頻帶通信網(wǎng)增強、反散射聚合三維定位理論方法與架構，實現(xiàn)了廣域定位室內(nèi)外精度1~3米，比國外公開精度高5~10倍。

在鄧中亮團隊的努力下，“羲和”室內(nèi)高精度位置服務平臺的成功研發(fā)和廣泛推廣，率先解決了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的“最后一公里”瓶頸，為國家“一帶一路”、城鎮(zhèn)化、“互聯(lián)網(wǎng)+”的建設發(fā)展，以及軍事準備提供了基礎。預計到2020年，“羲和”系統(tǒng)將打造上千億元的產(chǎn)業(yè)鏈，從而牽動上萬億元的經(jīng)濟發(fā)展動力。

“于我而言，重點著眼于國家重大戰(zhàn)略需求，著眼于原始創(chuàng)新，對于技術推廣和產(chǎn)業(yè)化應用，我交給合作伙伴去做。”鄧中亮說。