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）
东西问丨吴家玮：教育如何助建中美桥梁？******
中新社旧金山12月15日电 题：教育如何助建中美桥梁？
——专访美国大学首位华人校长吴家玮
中新社记者 刘关关
近几十年来，随着一批批中国留学生走出国门求学，中国与西方学术界的交流日趋紧密。东西方教育在哪些方面可以实现互鉴？教育如何助建中美桥梁？中新社“东西问”专栏近日专访美国大学首位华人校长、香港科技大学创校校长吴家玮，请他谈谈对这些问题的看法。
现将访谈实录摘要如下：
中新社记者：您在《玻璃天花板：吴家玮回忆录》中提到“打破学界的玻璃天花板”。在这一过程中，您华人身份的优势和挑战是什么？
吴家玮：我在美国的教研之路完全是沿着学界惯例走过来的，可以说是“循规蹈矩”。我30多岁当上系主任，40多岁当上院长、校长，于是被人说成是“打破了玻璃天花板”。在这个过程中，作为华人，我遇到过挑战，担任旧金山州立大学校长期间感受尤深。
旧金山历来是一座多元且较为复杂的城市，旧金山州立大学是该市唯一的公立全科大学，学校的“一把手”难免处于众目睽睽之下，突然间来了一位在儒家思维中长大、另有一套管理模式且不太听话的华人校长，很多人不习惯。
图片美国旧金山中美国际学校的学生穿中式服装表演节目庆祝中国农历新年。当地华人比例为全美最高。陈钢 摄在美国的教研之路上，华人身份没有什么明显优势，否则就不会碰上“玻璃天花板”了。但在旧金山州立大学当校长期间，儒家思维为我的管理模式带来一些积极影响。我常跟副校长、院长、教授代表等10来个人开会，讨论各种议题。众人意见不一致时，会展开讨论、辩论或是争论。如果讨论半个小时后还僵持不下，美国同事们就忍不住了，接下来就要求通过投票结束争论。而我认为，绝大多数人都同意某一个建议，才是较好的结局。这个时候我会说，我们都是有头脑的人，多谈谈总可以在各种不同的见解里找出大家都能接受的看法。因此我主持的会议尽管时间很长，但最后总能得到一个支持度相当高的共识。
中新社记者：美国高校的工作经历，为您在科大的工作带来怎样的启发？
吴家玮：我回国前夕，香港经济面临转型，必将注重科技。当时，香港将迎来回归祖国的时刻，“一国两制”政策也已确定。在此背景下，一群有学问、有经验、有理想的学者决定放弃国外的丰厚资源和舒适生活，凭可贵的团队精神在香港创办一所研究型大学。
坐落于香港清水湾半岛的香港科技大学。谢光磊 摄特别是我在圣迭戈加州大学当博士后，十载后重回原校担任院长。那段经历让我认识到，要办好一所大学，研究和教学必须依靠真正一流的人才。我们在创办科大时，就是全力寻找各学术领域的一流人才加盟。
另外，圣迭戈加州大学的博雅教育理念对我在香港科大的工作也有启发。当时，港英政府只允许我们办理学院、工学院和商学院，但我坚持同时要办人文与社会科学学院。我还希望每个学生主动参加文化、体育及团队活动。学校一定要培养学生的人文素养，否则怎么能算大学？人文与社会科学可以扩展年轻人的视野，理顺他们的逻辑，赋予他们深入思考、独立判断的能力。思想狭隘的人很难做到真正的创新，没有好的人文与社会科学环境，科技也搞不好。
中新社记者：您曾长期在旧金山湾区工作，并于20世纪90年代先后提出“香港湾区”以及“深港湾区”的概念。在高等教育方面，能为粤港澳大湾区提供哪些经验？
吴家玮：旧金山湾区各种类型的高校都有，粤港澳大湾区的高等教育建设也一定要多元化。最好能够平衡发展研究型、教学型、专业型、普及型等各种类型的高校。至于学科建设，科技创新、人文创作和社科教研同样重要，多种学科都要大力发展。研究型的高校必须注重教学，教学型的高校也不能忽视研究。
第十六届江苏省高校大学生物理与实验科技作品创新竞赛上，参赛选手在调试作品。杨雨 摄此外，高等教育不能一面倒地聚焦于应用研究，基础研究也绝对不能忽视。中国过去经济落后太久，需要飞速发展，赶上发达国家，因而在很短的时间内培养了大量应用型人才。但非常关键的基础研究没有得到应有的重视。作为科技创新和突破的基石与载体，是时候大力度发展基础研究了。
中新社记者：东西方教育在哪些方面可以实现互鉴？
吴家玮：西方发达国家因各自的历史和背景不同而发展出各有特色的教育模式，法、德、英、美等国的教育制度差别很大。在向西方借鉴的过程中，中国要按照自身的实际情况和需求善加选择，发展符合国情的教育模式。
最近几十年，中国高校数量急剧增加，水平相应提高。目前，中国每年普通、职业本专科招生人数在1000万以上，硕士生以及博士生的招生人数分别超过100万和10万。有人说中国毕业生太多，导致很多大学生找不到工作，但我认为现在的高校数量和招生规模相当合理。中国有3000多所高校，美国人口不到中国的四分之一，高校数量却更多。
北京大学2021届本科毕业生在校名前拍照留念。蒋启明 摄中国高等教育的问题不在于数量，而在于发展不平衡。美国的优秀大学分布在全国各地，但中国最好的大学主要集中在沿海几个大城市。五湖四海的“高材生”被吸引到这些大城市，毕业后大多不愿回老家。中国迫切需要推动教育、经济、文化等各项事业在地域间均衡发展，让欠发达地区对人才具备吸引力。
中国的高等教育需要适度引进符合国情的博雅本科教育。同时，应该像西方社会那样，摈弃对大学排名的迷信、对论文和专利权数量化的追求以及对学者名衔的过度崇拜。
反向来看，中国一些教育理念也值得西方学习。从文艺复兴开始，西方世界逐步盛行“个人主义”。而儒家推崇“集体”意识，为人在修身之余，必须关怀和注重家庭、社会以及国家的集体幸福。这些意识启发于教育。
中国一些教育方式同样值得西方借鉴。我曾看过一档英国电视节目，有一组上海的高中教师到伦敦一所高中教学。老师走进教室，学生要站起来齐声喊“老师好”。上课的时候学生不能交谈，课后还有很多作业。英国学生刚开始对这套教育方式很不习惯，但一段时间后，他们不但开始欣赏中国老师的教育方式，连考试成绩也提高了很多。
中新社记者：您的回忆录《同创香港科技大学：初创时期的故事和人物志》里，有一个章节是“助建中美桥梁——走向老家”。在您看来，教育应该如何助建中美桥梁？
吴家玮：我写这本回忆录的时期，确实还是以学术交流合作助建中美桥梁的好日子。中国落后和僵化多年后，终于打开了国门。一些有理想的优秀留学生、学者在西方吸取了先进的知识和技能，然后走向老家，在国家重启、发展的征途上作了不少贡献。同时，美国的科研也需要中国的人才。在这个阶段，两国一些科研合作相当成功。
以“国际教育，成就未来”为主题的2009中国国际教育展在北京举行。吴芒子 摄美国人也认为，他们在许多方面也可以向中国学习。随着越来越多美国企业到中国发展，学习中文的美国人逐步增加。这些人到美国公司的中国分支机构任职，并通过与中国的合作提高本领，然后走回自己的老家。
但是，现阶段美国政治状况不容乐观，内部分裂、两党对立的局面令政客们以寻找外敌的手段来争取选票，中美学术交流难免受到影响。现状能否改善，要看美国的政治态度。美国学界也需努力跨越障碍，让两国的学术交流尽快恢复到过去的良好状态。
中国学界除尽可能恢复与美国学界合作外，还必须扩大国际交流的范围和对象，大力加强与欧洲、东南亚等地以及“金砖国家”的学术合作，在“一带一路”上多建“桥梁”。(完)
受访者简介：
吴家玮1937年生于上海，1949年移居香港，1955年赴美国留学。1966年，吴家玮获美国圣路易斯华盛顿大学物理学博士学位。他曾担任美国西北大学物理及天文学系主任以及圣迭戈加州大学热斐尔学院院长，并于1983年出任旧金山州立大学校长，成为美国大学首位华人校长。1988年，吴家玮受邀回港，出任香港科技大学创校校长，供职时间达13年。
回香港后，吴家玮曾先后担任港事顾问、香港特别行政区筹备委员会委员、全国政协委员、香港特别行政区创新科技顾问委员会委员、内地与香港科技合作委员会主席以及深圳市决策咨询委员会委员等职。
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