申報(bào)單位：中移(上海)信息通信科技有限公司

聯(lián)合申報(bào)單位：中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司珠海分公司

主要完成人：蔣鑫、黃義雄、趙業(yè)禎、張?zhí)?、董永?guó)、周萍

一、案例簡(jiǎn)介

興業(yè)隧道線(xiàn)(北段)呈“Y”型布置，線(xiàn)路全長(zhǎng)約17.1km,為珠?！鞍藱M十一縱”骨架路網(wǎng)的核心組成部 分，路況比較復(fù)雜，而這種地下空間里又沒(méi)有北斗信號(hào)的覆蓋，正常情況下車(chē)輛無(wú)法定位導(dǎo)航。項(xiàng)目采用 融合組網(wǎng)的方式，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，攻關(guān)融合算法等關(guān)鍵技術(shù)，將北斗信號(hào)引入室內(nèi)非暴露空間，構(gòu)建室內(nèi) 外無(wú)縫覆蓋的5G+北斗融合定位網(wǎng)絡(luò)，各類(lèi)衛(wèi)星定位終端不需要任何改動(dòng)，便可以在隧道內(nèi)接收衛(wèi)星信號(hào) 并完成定位解算，并兼容主流地圖應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)隧道、地下空間等室內(nèi)場(chǎng)景中無(wú)縫導(dǎo)航。

項(xiàng)目自研2款室內(nèi)北斗核心硬件設(shè)備，申請(qǐng)12項(xiàng)室內(nèi)北斗相關(guān)專(zhuān)利，拓展重點(diǎn)數(shù)十個(gè)行業(yè)應(yīng)用。通 過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)式室內(nèi)北斗算法研究、融合定位算法研究、時(shí)鐘同步技術(shù)研究、星歷接收轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)研究，以及相關(guān) 專(zhuān)利布局，打造具有軟硬件完整自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的室內(nèi)北斗基站和時(shí)鐘同步單元等室內(nèi)北斗核心設(shè)備，以此 為基礎(chǔ)構(gòu)建的室內(nèi)北斗定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)北斗定位精度：10~15m精度，結(jié)合室外北斗定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn) 室內(nèi)、室外北斗的融合定位無(wú)縫覆蓋。建設(shè)完成后，珠海市興業(yè)隧道北段工程“5G+北斗”建設(shè)項(xiàng)目是國(guó) 內(nèi)首個(gè)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航信號(hào)全覆蓋而且覆蓋距離最長(zhǎng)的公路隧道項(xiàng)目。

二、技術(shù)方案

基于5G云網(wǎng)底座及室內(nèi)北斗基站、時(shí)鐘同步單元、星歷管理單元，搭建室內(nèi)虛擬衛(wèi)星信號(hào)系統(tǒng)，將 北斗信號(hào)引入隧道內(nèi)部，車(chē)載或?qū)Ш皆O(shè)備(如手機(jī))在隧道外根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行定位；當(dāng)進(jìn)入隧道后無(wú)縫 切換到隧道定位系統(tǒng)定位信號(hào)，保持室內(nèi)外定位導(dǎo)航的無(wú)縫切換，滿(mǎn)足隧道交通管理需求及用戶(hù)定位需求。

1)5G+北斗室內(nèi)定位技術(shù)核心硬件：室內(nèi)北斗基站，作為室內(nèi)環(huán)境GNSS的信號(hào)源。可以同時(shí)支持北 斗和GPS的導(dǎo)航信號(hào)，單個(gè)室內(nèi)北斗發(fā)射機(jī)可以支持連接8個(gè)發(fā)射天線(xiàn)進(jìn)行衛(wèi)星信號(hào)的播發(fā)；手機(jī)定位精 度8-10米。星歷管理單元，在隧道外使用，用于接收隧道外在軌衛(wèi)星信號(hào)及授時(shí)等信息并將接收到的外 部衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)輸出給室內(nèi)北斗基站。時(shí)鐘同步單元，采用獨(dú)有的時(shí)鐘同步專(zhuān)利技術(shù)，內(nèi)置高性能的OCXO 時(shí)鐘源，保證系統(tǒng)的時(shí)鐘的高溫度穩(wěn)定性和精度；同步時(shí)鐘傳輸支持光纖接口。手持定位終端，內(nèi)置四臂

螺旋天線(xiàn)，定位效果好；支持室外北斗RTK,室內(nèi)北斗，藍(lán)牙定位；內(nèi)置IMU,3840mAh鋰電池；支持 一鍵報(bào)警；體積小，重量輕。

2)時(shí)鐘同步與定位系統(tǒng)：室內(nèi)北斗時(shí)鐘同步系統(tǒng)，室外衛(wèi)星到室內(nèi)室內(nèi)北斗基站的同步精度20ns以 內(nèi)；室內(nèi)室內(nèi)北斗基站之間的同步精度在5ns以?xún)?nèi)。室內(nèi)北斗基站定位系統(tǒng)，通過(guò)中繼轉(zhuǎn)發(fā)北斗導(dǎo)航信號(hào)， 不同室內(nèi)北斗基站對(duì)信號(hào)添加不同轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)延后通過(guò)室內(nèi)北斗基站來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)衛(wèi)星信號(hào)，實(shí)現(xiàn)達(dá)到隧道內(nèi)室內(nèi)北 斗信號(hào)覆蓋的目的，實(shí)現(xiàn)普適性定位終端定位精度在10-15米之間。

3)規(guī)模部署方案：室內(nèi)北斗基站按1拖8室內(nèi)北斗天線(xiàn)設(shè)計(jì)，天線(xiàn)間距按25+12.5m交替部署單個(gè)室內(nèi)北斗基站的覆蓋距離為150m;興業(yè)隧道Y子型的3條隧道的左側(cè)和右側(cè)分別部署室內(nèi)北斗基站。室內(nèi)北斗天線(xiàn)采用特殊的賦型天線(xiàn)可以減少多徑效應(yīng)，以提高定位精度，室內(nèi)北斗同步方案采用星型時(shí)鐘同 步和信號(hào)傳輸，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。室內(nèi)北斗天線(xiàn)部署及基站部署間距說(shuō)明，結(jié)合單衛(wèi)星基站的覆蓋精 度與室內(nèi)北斗實(shí)際部署間距，意味著當(dāng)隧道內(nèi)有應(yīng)急需求時(shí)，保證車(chē)輛或搜救人員移動(dòng)250m即可收到通 信信號(hào)，助力應(yīng)急工作。

4)運(yùn)維管理設(shè)計(jì)：智慧隧道中心調(diào)度平臺(tái)，3D可視化程序基于HTML5、WebGL的2D、3D圖形渲染引擎，結(jié)合GIS地圖，以B/S技術(shù)架構(gòu)打造一套實(shí)現(xiàn)智慧隧道全聯(lián)接、全智能的可視化管理方案一智慧隧道中心調(diào)度平臺(tái)。以隧道綜合管控為導(dǎo)向，提升設(shè)備控制、事件預(yù)警、流程管理、應(yīng)急處置等綜合業(yè)務(wù)能力。助力隧道運(yùn)營(yíng)管控朝著更智慧、更安全、更便捷的方向發(fā)展，推動(dòng)交通行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)

三、創(chuàng)新亮點(diǎn)

應(yīng)用一種室內(nèi)北斗基站定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星信號(hào)盲區(qū)連續(xù)覆蓋。采用星型部署方案進(jìn)行時(shí)鐘信號(hào)的同 步傳輸，時(shí)鐘信號(hào)通過(guò)高性能北斗接收機(jī)接收，然后通過(guò)時(shí)鐘同步單元跟室內(nèi)北斗基站進(jìn)行同步，確保跟 隧道外部的時(shí)鐘同步。提出一種基于室內(nèi)室內(nèi)北斗定位技術(shù)與復(fù)雜地形(隧道、停車(chē)場(chǎng)、多路口)的車(chē)流 分流導(dǎo)航方法，解決了復(fù)雜地形(隧道、停車(chē)場(chǎng)、多路口)中圖上指揮、圖上調(diào)度，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛監(jiān)控與分流 引導(dǎo)。在全國(guó)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)信息平臺(tái)發(fā)布團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《隧道北斗定位系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景要求》;在團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)中定義了 北斗定位系統(tǒng)在隧道內(nèi)提供定位服務(wù)的民用應(yīng)用場(chǎng)景以及性能指標(biāo)。