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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）

明园慈善基金十五载：耕耘乡村教育，躬行社会公益******

　　2022年6月，在新疆吐鲁番郭勒布依乡明园学校的新教学楼里，学生迎来了一位和蔼可亲的“马伯伯”，他是中国平安的董事长马明哲。当马伯伯手举着一架银灰色的小巧无人机时走进教室时，教室里沸腾起来，孩子们发出好奇的询问，马伯伯与他们分享了无人机知识，并鼓励他们“要好好学习，用科技改变家乡面貌，为社会作出贡献”。下课后，马伯伯和孩子们来到操场上，一起放飞无人机。

　　随着无人机一起放飞的，还有孩子们的梦想和希望。郭勒布依乡明园学校是明园慈善基金援建的第11所乡村小学，明园慈善基金出资为学校落成了崭新宽敞的教学楼，学生们还第一次拥有了竖笛音乐课和科技素养课。

　　2007年9月26日，中国宋庆龄基金会明园慈善基金(下称“宋基会”、“明园慈善基金”)由马明哲及其家人出资成立。“关心和支持中国贫困地区少年儿童的成长，资助教育和文化事业，为回报国家、感恩社会尽绵薄之力。”马明哲先生在当时的致信中这样解释成立基金的初心。15年以来，依托中国宋庆龄基金会的坚强领导，明园慈善基金累计捐赠5000万元，为4000多名乡村儿童带去音乐、体育、美术等素养教育课程。

　　教育是国之大计、党之大计。今年，党的二十大再次强调了要实施科教兴国战略，深入实施人才强国战略，加快建设教育强国、科技强国、人才强国。明园慈善基金积极响应党和国家号召，以特色教育公益为核心，致力于扶贫帮困和赈灾、关爱妇女儿童以及青少年成长，为乡村振兴发展助力。

　　15所明园学校，15盏春天的灯笼

　　每一次从经济发达的深圳，到偏远山村学校进行援建，仿佛提着春天的灯笼，去照亮大地的边远角落。

　　“真没想到还有条件那么艰苦的学校！”2013年，当明园慈善基金的考察团队来到广西大化瑶族自治县的八好小学时，被眼前的景象惊呆了：校园一角，靠墙摆着大大小小白色的塑料桶，那是学生们自带的储水桶。学校没有自来水，学生们用各自的储备水，淘米煮饭。父母大多外出打工，学生们大多住校，他们得自己做饭。

　　明园慈善基金迅速决定，援建八好小学。

　　八好小学是明园慈善基金援建的第6所乡村学校。2008年4月，广东省廉江市丰背明园学校举行教学楼奠基，由此开启明园慈善基金一年援建一间学校的助学之路。除教学楼的援建以外，明园慈善基金同时还进行了改造校门、翻建校园围墙、修缮操场等项目，提升受援学校的硬件设施。截至今年，共计援建11个地区15所学校。

　　广东丰背明园学校的学生搬出了危险的砖瓦房，搬进了宽敞明亮的新教学楼；湖南西莲明园学校落成了，孩子们的教室里有了先进的多媒体设备，能上远程课了；新疆喀尔交镇明园牧业寄宿学校的学生，在父母秋冬转场放牧时不需要寄住亲戚家，可以住进新宿舍楼了……而在2017年9月，新学期开学之前，八好明园学校整体落成：崭新的教室、明净的宿舍楼、硬化的地面，让身边的世界宽大明亮起来。自来水也通了，孩子们拧开水龙头，就能用两公里外引来的山泉水，淘米洗碗了……

　　地远不失志，家贫子读书。这15所明园学校的援建，每一所学校，都承载着当地民众、明园慈善基金双方深切的教育希望。时间会让更多的鲜花盛开，会有更多的小树参天。

　　山野田间，竖笛吹响欢乐童年

　　西藏那曲嘉黎镇明园学校，是明园慈善基金帮扶对象中条件最艰苦的：地处海拔4500米，高寒缺氧，气候干燥，寒冷的冬季长达半年，学生们经常吃不饱穿不暖。

　　“我们能吃上热饭热菜啦！”2020年8月11日，明园慈善基金援建的嘉黎镇明园学校新校区食堂落成，学生们抑制不住地雀跃欢呼。吃过午饭，他们急切地赶去参加新食堂落成仪式，还在仪式上竖笛表演《欢乐颂》。笛声悠扬飘荡在高原雪域，表达着孩子们真诚的欢喜和浓烈的感动。

　　给这些孩子带来竖笛音乐教育的，也正是明园慈善基金。

　　作为明园特色教育公益的核心，竖笛特色教育源于马明哲的小女儿马蔓莉的一次支教。那是2013年夏天，正在读高中的马蔓莉趁着暑假到广东文相明园学校支教。她带了自己的长笛，课间吹给孩子们听，没想到孩子们热情又好奇地围着她问个不停。“我从小就学钢琴，后来又学了竖笛和长笛，这都是城市孩子最基础的音乐教育，”马蔓莉感叹道，“然而这对这些乡村孩子来说，却是遥不可及的，但我看到这些孩子同样爱音乐、同样充满天赋。”

　　马蔓莉想为明园学校带去音乐教育，但学乐器的成本是高昂的，况且乡村学校连音乐老师都没有，学习难度也太高了。马蔓莉将想法告诉了母亲——时任明园慈善基金理事长陈园女士。陈园在声乐上造诣颇高，常在明园学校的各种仪式上表演歌唱，听了女儿的想法后很赞同，母女俩反复讨论怎么解决摆在眼前的难题。

　　“我们就想到了，可以给孩子们教竖笛，一支竖笛几十块钱，不贵，竖笛只有六个孔，教起来简单，学起来容易，尤其适合短期支教教学。”马蔓莉说道。她的想法立马得到了家人的支持，就这样，竖笛课第一次随着支教老师走进了明园学校，没想到效果不错，孩子们特别喜欢学，课上学不够，还经常把竖笛带回家自己练习。

　　经过8年的探索和发展，如今，竖笛课堂已经在15所明园学校生根发芽，针对乡村艺术教育“缺内容、缺老师、缺硬件、缺舞台”的短板，明园慈善基金提供了一个“互联网+竖笛教育”的整体解决方案，涵盖“线上课程、线下培训、夏令营实践活动、成果汇报”四个部分，形成完整的教育闭环。

　　用爱支教，温暖乡村少年

　　明园慈善基金的竖笛教育公益，缘起于马蔓莉的支教之行，历经多年发展，也始终离不了公益支教手牵手、心连心的志愿精神。

　　“振兴乡村、志愿支教，让我们携起手来，帮助孩子们托起更灿烂的明天。”马明哲向来重视支教，并且以身作则。2017年，他曾经前往安徽六安顺河平安希望小学支教，2022年，他又前往新疆吐鲁番郭勒布依乡明园学校，观摩远程上课，亲自给孩子们上科技素养课。

　　马明哲的支教精神鼓舞着他的家人。其夫人陈园女士曾到广西八好学校给孩子们上音乐课，教孩子们唱《花非花》；大女儿马莉莉追随父亲的脚步到顺河平安希望小学支教；小女儿马蔓莉后来又陆续到吉林靠山、甘肃邵寨、广西八好、云南荣棒等多所明园学校，给孩子们上竖笛课。“这些孩子没有音乐基础，我们支教老师临时上阵，怎么才能出效果呢？”马蔓莉回忆道，“我们的第一个办法，就是自制教学录像，让学校的老师看录像学基本指法，教给学生，我们再去教，效率就高一点。”

　　这份珍贵的录像教程，来自另一位支教老师，他叫崔超，曾是平安银行北京分行的一名员工。崔超从小学民族管乐，2016年开始参与明园学校支教行动，当时陈园理事长找到他，希望他能帮忙录制专门的竖笛教程，他一口答应下来。几经推敲，崔超选择了最简单的《小星星》作为模板，把不长的曲子分成三段，让孩子们能边学边复习，“有了录像，加上老师指导，学生两节课就能基本学会《小星星》，快速产生成就感，领略到音乐的魅力。”

　　而令崔超记忆尤深的，还是那曲嘉黎镇明园学校的孩子们。学基础指法，崔超一个个手把手教他们，孩子们黝黑的小手冰凉冰凉，尽力按住发音孔。初学不免笨拙，气息不稳，音量不够，按错发音孔时，孩子们抬起狡黠的眼睛，害羞地看一眼崔超。稍微熟悉指法，吹出连续的正调时，高原红的脸蛋会现出甜蜜的笑，眼里闪出光来。也是这些孩子，在两年的学习之后，最终能够落落大方地站上舞台，吹奏出一首高原上的《欢乐颂》。

　　除了马明哲及其家人、平安公司的员工之外，明园慈善基金的理事也积极参与其中，理事王利平女士就曾多次到广西九同明园学校支教，他们带动了更广泛的支教志愿者。截至2022年6月，明园慈善基金共计派遣支教志愿者1056位，围绕竖笛教育，同时为孩子们带去体育、美术、科技、舞蹈、形体、声乐等丰富多彩的素养课程，用温暖爱心陪伴乡村孩子成长。

　　近年来，随着新冠疫情的暴发，线下支教变得困难，明园慈善基金联合南京师范大学的韩中健教授团队，开发互联网竖笛教育，克服偏远乡村设备缺乏、网络差等种种难题，安排专业老师对各学校进行每周至少一节课的远程教学，确保学生能够持续上课。

　　从线下支教到线上支教，物理的距离变了，陪伴却更加亲密，孩子们和明园支教老师的感情日渐深厚。一根小小的竖笛，早已将跨越天南地北，将明园学生和支教老师的心紧紧连在一起。

　　艺术的闭环，种下温暖的种子

　　2017年7月，明园慈善基金第一届竖笛夏令营在深圳举办，明园慈善基金的理事们注意到一个小女孩，她叫蓝水兰，是广西八好明园学校三年级的学生，她总是怯生生的，不敢跟人说话和对视，但排练竖笛时却特别认真，而且十分好强，有一股越困难越不服输的韧劲。

　　恰好两个月后，八好明园学校落成，明园慈善基金来到学校举办落成仪式，理事们惊喜地发现，短短时间内，蓝水兰变了，她不仅会笑着打招呼了，还主动带队上台表演节目，当马蔓莉在仪式上吹起长笛，蓝水兰随着音乐摇摆着身体，整个人更加阳光自信，落落大方，让理事们惊奇之余，更大为赞赏。

　　让学习竖笛的孩子们登上专业舞台，与著名艺术家同台演出，不仅能让孩子们得到专业指点，还能开阔眼界、提升自信，是明园特色教育公益闭环的最后一环。除了每年一届的竖笛夏令营，明园慈善基金还千方百计地为孩子们寻找多形式、多类型的表演机会。

　　2019年，湖南和广西共三所明园学校学生参加了第一届“深圳声乐季”活动，与深圳交响乐团同台演出，同年，有37个明园学生参与了“中国网球公开赛公益慈善庆典”的演出；2020年，相隔天南地北的八个明园学生隔空合奏竖笛为武汉加油；2021年，五所明园学校的学生在线上奉献了一场动人的竖笛音乐汇演，与著名表演艺术家连线合奏；今年暑期，明园学生再次参加了“深圳声乐季”，中秋节之际，明园学生还参加了中国宋庆龄基金会和中国福利会主办的“我和祖国一起成长”六一主题演出，登上了国家大剧院的舞台。

　　音乐给孩子们带来的改变显而易见。在甘肃的邵寨明园学校，内向的史小浩通过竖笛学习，结交了不少新朋友；广西九同明园学校，六岁的云佳欢从小父母离异，因为竖笛夏令营再次和妈妈说上话，扫去心里的阴霾；湖南西莲明园学校的吴仁坊，在线上竖笛音乐汇演中得到音乐家王宏伟、徐霞的鼓励，提升了自信；而广西八好明园学校的蓝水兰，今年参加第四届“深圳声乐季”音乐会，第一次完成了独奏，决心报考音乐附中……

　　“音乐是一种特殊的美学与情感的教育，它能让孩子们感受到爱与希望，在孩子心中种下一颗温暖的种子。随着孩子们长大，这颗种子将会开花结果，孩子们会把温暖和爱传递给更多的人。”明园慈善基金副理事长陈园表示。

　　扶困助弱，坚守回报社会初心

　　明园慈善基金的公益项目，除了援建学校、招募志愿者开展公益支教行动之外，还设立了明园奖学金、教学金，开展校长培训，15年共发放明园奖学金128.8万元，699名学生受到奖励；共发放明园“奖教金”87.8万元，438名老师受到奖励。此外，还积极探索多元化的特色教育公益，推进科学素养提升计划，通过捐赠科技读本、科学实验包、培训校长和老师等行动，为乡村孩子播下了科技启蒙的种子。

　　作为中国宋庆龄基金会下设的专项基金，明园慈善基金积极支持并参与中国宋庆龄基金会的各项工作。宋基金会理事会、宁夏彭阳县扶贫考察系列活动、青海省公益项目调研、西山乡中心学校援建项目考察、粤港澳大湾区理事座谈会……明园慈善基金履职的身影随处可见。

　　明园慈善基金遵照宋基会宗旨，践行扶贫帮困和赈灾公益，2008年汶川地震，明园慈善基金向灾区捐赠500万元；2020年春，新冠疫情暴发后，明园慈善基金联合中国平安集团迅速向中国医学科学院捐款1800万元，定向用于瑞德西韦三期以及其它抗击新冠肺炎的临床试验。陈园理事长还通过明园慈善基金、广东省女企业家协会等公益渠道，个人捐赠近200万元，用于各地疫情防控、赈灾救灾、教育发展及妇女儿童生活改善等。

　　回顾明园慈善基金15年的历程，离不开社会各界的支持：明园学校学生在2019年参与中国宋庆龄基金会音乐梦想基金启动仪式表演时，得到了宋基会主席王家瑞、副主席井顿泉、时任副秘书长唐九红等领导的关爱和赞赏；宋基会党组书记、常务副主席杭元祥率队赴青海省进行公益项目调研时，探访了当地明园学校；著名艺术家雷佳、王宏伟、徐霞等在“深圳声乐季”、明园线上音乐汇演等活动中多次对明园学生进行专业指导……这些关爱和支持是明园慈善基金发展的不竭动力，更让明园慈善基金坚定了回馈社会、报效国家的公益初心。

　　“艺术的真正意义在于使人幸福，公益的意义在于使人得到鼓舞和力量，多年来，明园慈善基金始终紧跟国家步伐，迎合时代发展需要，践行公益，回报社会，”明园慈善基金理事长马莉莉表示，“未来，明园慈善基金将持续在力所能及的领域发光发热，不断耕耘，铭记中华民族伟大复兴的历史目标，在党和国家的坚强领导下奋力前行。”来源中国网

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）