2026-09-19 21:05:10
记者从中国电科获悉，日前，我国地下大空间高精度定位导航与控制技术顺利通过科技部验收，标志着我国在超宽带定位方向取得重大原创成果。该项目由中国电科网络通信研究院（简称网通院）综合时空网络与装备技术全国重点实验室牵头研制，解决了地下大空间远距离大容量高精度自主定位与无人导航控制服务难题。
与地面开阔环境不同，地下空间存在天然的技术壁垒，传统卫星导航技术在此完全失效。地面定位导航依赖北斗、GPS等卫星信号，但卫星导航信号无法穿透厚重的岩土、混凝土与金属结构，这是地下定位面临的首要难题。不仅如此，地下空间还有多种复杂挑战。“地下空间巷道狭窄、结构遮蔽严重，加之金属设备、粉尘等，无线信号会受到强烈干扰，使得电磁传播环境极端恶劣。”实验室主任、项目负责人蔚保国介绍，各类地下自主作业设备都需要亚米级甚至更高精度的定位支撑，靠传统技术无法满足。
“我们创新提出了在线实时数据采集与离线模型优化相结合的数字孪生信道建模新方法，就好像给信号画了幅‘精准画像’，彻底突破了传统统计建模的局限。”蔚保国告诉记者，这项技术的核心，是构建可直观呈现信号功率、时延、传播方向等特征的地下大空间无线环境图，精准刻画超宽带信号在地下复杂结构中的非平稳传播特性，为地下定位导航系统提供了可靠精准的无线传播信道模型支撑，从源头解决了地下信号“看不清、算不准”的难题。
解决了地下信号看得又清又准的问题，地下定位导航还得配上随机应变的“大脑”。团队构建了适应地下空间规模可变的时空信息网络体制，实现网络从最小单站系统到城市级规模的平滑扩展，实测整个系统能够容纳的定位节点容量达69894个，网络同时定位容量超过23675个，完全适配各类地下空间场景的高并发定位需求。
在地下定位导航领域，核心芯片是产业链的“心脏”，也是制约行业发展的关键短板。据介绍，项目启动前，国内UWB定位核心芯片长期依赖进口，不仅成本高、供应链不稳定，而且核心技术与标准完全被国外掌控。团队从信号体制源头进行原始创新，提出原创的导航增强型自主信号体制。经全方位测试验证，核心性能指标全面超越国际主流标准。基于原创信号体制，团队成功研制国内首款全自主可控“探界100”脉冲定位芯片，该芯片采用射频与基带一体化高集成设计，测距精度优于10cm，测角精度优于3°，双模可定制UWB是国际首创，为地下空间自主化、规模化高质量应用奠定坚实基础。
据了解，在门克庆、大海则两大特大型煤矿，团队部署了规模可伸缩混合定位导航与控制系统，系统支持北斗等三类微基站混合部署，在国内首次实现了基于矿用智能手机的单北斗井上井下连续定位能力等，完成了煤矿井下定位从一维到三维、从二维地图到三维孪生，北斗定位从井上到井下，再到井下无人驾驶车辆精准自主导航的全面突破，将为我国煤炭行业智能化转型提供核心技术支撑。（经济日报记者 沈慧）