綜合時空網絡與裝備技術全國重點實驗室。 　　張 悅攝

　　“地下停車再也不用毫無頭緒地滿場轉悠，跟著導航走，每層的車位狀態一目了然。”河北雄安新區，中國電子科技集團網絡通信研究院（以下簡稱“網通院”）工程師陳沖駕車來到雄安科學園地下停車場，打開星原導航APP，點擊“去停車”，車位總數、空閑數量和具體位置一目了然。選定車位后，導航直接從地面延伸至地下，引導他穿過入口、坡道和岔路，直達目標車位。“如果途中車位被佔用，系統還會及時推薦新的空閑車位。”陳沖說。

　　地下空間如何導航？

　　當衛星導航信號在地下空間不夠靈敏，就需要地下空間高精度定位導航的幫助。

　　理論突破、技術創新、芯片研制、落地應用……致力於解決地下大空間遠距離大容量高精度自主定位與無人導航控制服務難題，這項由網通院綜合時空網絡與裝備技術全國重點實驗室牽頭研制的國家重點研發計劃項目“地下大空間高精度定位導航與控制技術”，已順利通過科技部驗收，標志著我國在地下空間綜合時空網絡方向取得重大原創成果。

　　精准定位，在衛星信號抵達不了的地下

　　辦完事，陳沖立即在手機上輕觸“去找車”，步行導航又將他引導到車前，“如果乘坐網約車，隻需輸入車牌號，就能找到車輛所在的樓層和車位。”

　　陳沖體驗的這套地下停車場智能導航服務，背后的技術支撐，就是網通院綜合時空網絡與裝備技術全國重點實驗室團隊研發的“星原”北斗微基站地下空間定位導航系統。

　　傳統的地下停車場導航，往往有3個弊端——衛星信號進不去、普通手機定不准、導航入口不連續。

　　實驗室主任、項目負責人蔚保國介紹，團隊通過在地下停車場部署北斗微基站輻射北斗信號，突破智能布網和地上地下無縫定位導航技術，實現普通智能手機也能在地下空間定位導航。

　　停車、找車難題解決了，意味著地面成熟的導航出行和生活服務可“絲滑”延伸至地下。

　　在蔚保國看來，以后車輛可以精准尋找車位，乘客可以准確找到網約車，充電平台可以引導車輛直達充電樁，未來還可為自主泊車、地下物流配送、地下機器人作業、應急疏散等提供精准的定位導航授時支撐。“車位將不再只是供車輛停放的物理空間，而成為可識別、可檢索、可導航、可調度的數字化交通節點。汽車企業、地圖導航企業、停車場運營商、網約車平台、商業物業和充電運營商，都可以在這一位置服務底座上開發新產品、拓展新服務。”蔚保國說。

　　地下空間，不僅包括人們習以為常的停車場，還有復雜的地下物流通道和綜合管廊。

　　在雄安新區，地下空間開發是其智能化建設的重要板塊，對定位導航技術的精度、容量、智能化水平要求極高。“星原”北斗微基站地下空間定位導航系統，讓人員巡檢、群體作業管控、無人物流等均得以實現。

　　巡檢人員進入危險區域時，后台及時發出預警﹔無人運輸車輛在沒有衛星信號的地下通道內，也能穩定行駛、准確停靠……“我們自主研制的這套地下空間定位導航系統實測數據顯示，地下空間人員靜態定位精度優於0.2米，高速無人車輛可實現亞米級穩定導航。”陳沖介紹。

　　突破地下定位導航技術瓶頸，不僅能解決行業實際需求，更能保障國家產業鏈供應鏈安全、賦能全域空間智能化。蔚保國介紹，團隊聯合國內優勢力量，啟動地下大空間高精度定位導航與控制技術系統性攻關，目標就是構建一套全自主、全鏈條、可規模化落地的地下綜合時空網絡技術體系。

　　另辟蹊徑，破解理論與技術難題

　　在地下空間，大家習以為常的傳統衛星信號導航，為何就不夠靈敏了？

　　“簡而言之，就是衛星導航信號無法穿透厚重的岩土、混凝土與金屬結構。而且，地下空間巷道狹窄、結構遮蔽嚴重，加之金屬設備、粉塵等，無線信號會受到多重影響，使得電磁傳播環境極端惡劣。”蔚保國介紹，同時，地下場景跨度大、形態也各不相同，既有狹長的礦井巷道、隧道，也有開闊的地下車場、物流空間，網絡部署難度很高。加之自動化智能化的業務需求涌現，各類地下自主作業設備都需要亞米級甚至更高精度的定位支撐，靠傳統技術難以滿足。

　　地下空間信號“看不清、測不准”，是制約定位導航的首要問題。

　　“傳統信號建模有點像‘看日歷猜天氣’，主要根據歷史數據總結一般規律。”蔚保國打了個比方，這種方法可以提供大致參考，但地下結構調整，車輛和人員活動，都可能改變信號傳播狀態。如果模型不能及時更新，預測就容易出現偏差。

　　另辟蹊徑，團隊創新提出在線實時數據採集與離線模型優化相結合的數字孿生信道建模方法。新方法更像現代天氣預報：前端如同“氣象衛星”，實時感知現場變化﹔后台則像“預報中心”，結合長期積累的數據反復計算、校准模型。隨著地下環境發生變化，模型也能隨之調整。

　　技術的核心是繪制一張“地下無線環境圖”，如同天氣雲圖，把信號哪裡強、哪裡弱，從哪個方向傳來、經過多長時間到達等直觀地呈現出來。“借助這張圖，原本看不見、摸不著的無線信號變得可觀察、可預測、可推演，從而為地下定位導航提供可靠支撐，從源頭破解信號‘看不清、測不准’的難題。”蔚保國解釋道。

　　在地下空間，不僅要導得准，還要足夠智能。

　　“比如，要讓無人車自主運行，首先得解決‘在哪兒’的問題。我們設計了‘圖、網、端’三級彈性定位標准。這就像給無人車上了‘三重保險’，即便地下環境惡劣導致某一種定位失效，其他定位也能立刻補位，確保車輛不迷路。”項目團隊導航控制課題負責人潘樹國說。

　　在內蒙古鄂爾多斯市門克慶煤礦，一名礦工攜帶礦用智能手機從地面進入井下。穿過縱橫交錯的巷道，系統不僅能顯示他所在的巷道，還能准確判斷其所在水平和高度。即使進入工作面、水泵房等金屬設備密集區域，定位仍能保持連續穩定。需要前往另一作業地點時，礦工可直接用手機發起叫車請求，系統根據其位置調度無人接駁車輛﹔車輛沿規劃路線自主穿過岔路、彎道，精准到達指定地點，完成接送。

　　“上述應用背后就是團隊部署的井下空間綜合時空網絡。過去，礦井定位更多是在一條線上尋找大致位置，地圖也是靜態、平面的，遇到井下金屬遮擋區域還易出現定位盲區。現在，人員和車輛位置可以在三維空間中連續呈現，北斗定位能夠從井上延伸到井下，礦用車輛也具備了精准自主導航控制能力。”項目團隊系統集成技術負責人杜世通表示。

　　杜世通介紹，系統還配套煤礦業務數字化管理平台，實現井上井下統一時空基准，為人員和車輛提供網絡化導航服務，支持安全生產作業管理調度，為煤炭行業智能化轉型提供技術支撐。

　　研制芯片，打破國外技術壟斷

　　在地下定位導航領域，核心芯片是產業鏈的“心臟”，也是制約行業發展的關鍵因素。

　　“在2022年項目啟動前，國內UWB（超寬帶）定位核心芯片長期依賴進口，不僅成本高、供應鏈不穩定，而且核心技術與標准完全被國外掌控。”回憶起過往歲月，蔚保國心有不甘，他說，“沒有自主芯片，地下定位導航技術就會受制於人。核心芯片國產化突破，必須實現！”

　　反復摸索、不斷求証，團隊意識到要從信號標准源頭進行原始創新，提出原創的HNav-UWB（導航增強型超寬帶）自主信號標准，徹底改變了傳統技術“通信優先、導航為輔”的設計思路，轉向“導航增強、通信協同”的全新范式。

　　“經全方位測試驗証，相比國際通用標准，新標准覆蓋范圍提升28%，測距精度提升6%，單站容量提升65%以上，核心性能指標全面超越國際主流標准。”作為HNav-UWB信號標准設計負責人，楊夢煥頗為自豪地說。

　　基於原創HNav-UWB信號標准，國內首款全自主可控“探界100”脈沖定位芯片被成功研制。

　　為何取名“探界”？“寓意探測環境空間邊界、探索測量性能邊界。”團隊成員齊聲說。

　　“該芯片採用射頻與基帶一體化高集成設計，測距精度優於10厘米，測角精度優於3度，雙模可定制UWB是國際首創。在環境復雜的地下空間，這款芯片能夠實現媲美地面北斗導航的超高定位精度，從根本上解決了傳統地下定位模糊、誤差偏大的行業痛點。”芯片研發負責人趙軍表示。

　　探界100芯片的成功研制，打破了國外對UWB定位技術標准及核心芯片的壟斷，標志著我國在國際UWB定位技術演進方面率先做出了新探索和新成果，也為地下空間定位導航自主化、規模化高質量應用奠定了堅實基礎。

　　未來，地下空間開發利用將進入規模化、智能化、體系化發展新階段，泛在精准時空信息服務需求將持續攀升。

　　蔚保國表示，“我們將繼續深耕綜合時空網絡領域，持續優化核心技術與裝備性能，拓展技術應用場景，推動成果在城市地下綜合管廊、地鐵隧道、深層礦山、地下人防工程等更多領域規模化應用落地，進一步提升我國在全球地下空間定位導航領域的核心競爭力，樹立全球地下空間智能開發的‘中國標准’，為經濟社會高質量發展提供有力支撐。”

　　《 人民日報 》（ 2026年11月02日 19 版）