-.z.無線定位與位置服務綜合實驗室應用方案無線定位與位置服務綜合實驗室應用方案——室內外一體化定位及應用實驗室聯(lián)睿電子科技2017年1月-.z.一背景與意義無線定位實驗室建設的必要性位置服務攸關國家安全、經濟發(fā)展和社會民生，在新一代信息技術這一戰(zhàn)略性新興產業(yè)中，具有舉足輕重和不可或缺的地位，在物聯(lián)網、智慧地球、節(jié)能減排、救災減災等領域發(fā)揮著重要的基礎性支撐作用。近年來，隨著智能手機和移動互聯(lián)網的迅速普及，人們對室外高精度定位導航的需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長趨勢。發(fā)展位置信息服務產業(yè)對于擴需、穩(wěn)增長具有重大意義，也是我國戰(zhàn)略性新興產業(yè)的重要組成部分。在當今信息時代，其基礎性和先導性的作用十分明顯，正在深刻改變著人們的生產生活方式，孕育著新的經濟增長點。隨著現(xiàn)代信息社會快速發(fā)展，行業(yè)和社會公眾對創(chuàng)新性和綜合性的時空信息服務需求日益強烈，融合移動通信、互聯(lián)網技術的位置服務應用，將有力推動位置信息應用產業(yè)結構升級，釋放出更加廣闊的市場空間。2012年12月27日，我國宣布北斗導航系統(tǒng)正式提供區(qū)域定位導航服務，定位精度為10米，成為第三個擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。但是由于起步晚，北斗系統(tǒng)面臨市場占有率低、信號覆蓋有限等方面的問題。在國家科技計劃的支持下，室外定位導航技術得到了極大的發(fā)展，不僅大幅度提升了我國定位領域的科技水平，還推動了位置信息服務行業(yè)的發(fā)展，滿足了人們對于全時空高精度定位導航服務的需求。2015年5月6日，863計劃地球觀測與導航技術領域“城市室外高精度定位導航關鍵技術與服務示”主題項目下設全部三個課題，順利通過了科技部組織的技術驗收。該課題融合地面基站系統(tǒng)與北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，將北斗導航服務從室外拓展到室環(huán)境，滿足了人們對于全時空高質量位置信息服務的需求?；谡n題研究成果的星地融合廣域高精度位置服務關鍵技術獲得2014年度國家科學技術進步獎二等獎。市、市、市政府作為合作城市，百度、京東、中電四創(chuàng)、中興通訊、長虹集團、中電24所等單位作為合作單位都已經與北郵簽署了戰(zhàn)略合作協(xié)議。這些應用與科研成果轉化，提升了我國在國際室定位領域的科技實力，對推動社會經濟發(fā)展有重大意義。隨著國家的大力推廣和市場的強烈需求，各行業(yè)部門、地方省市提出建設或更新原有定位系統(tǒng)以形成廣域室外無縫定位系統(tǒng)；我國各大企業(yè)紛紛支持室外一體化定位系統(tǒng)的建設和應用推廣，中國電信、中國聯(lián)通開展了定位及服務的示；華為、長虹、合眾思壯等企業(yè)開始研究將北斗信號接入手機應用中，并已取得了良好進展，基于位置的服務市場更是快速發(fā)展，例如導航信息提供商高德軟件公司2012年已擁有超過1億手機用戶，年增長速度超過100%；“尋鹿”、“翼周邊”等多個位置服務應用平臺發(fā)展十分迅速。高精度的信號催生了位置服務的更多應用開發(fā)，餐飲、電影、旅游、游戲等領域發(fā)展迅速，應用方式和規(guī)?？焖俪砷L，極大拓展了室外導航定位的市場空間，并提供了更多的就業(yè)機會。隨著位置服務與消費應用的結合，將徹底打通定位信號、位置信息、個人消費這個鏈條，使虛擬世界與現(xiàn)實世界得到更好的。實驗室建設意義隨著數(shù)據業(yè)務和多媒體業(yè)務的快速增加，人們對于定位和導航的需求日益增大，尤其在復雜的室環(huán)境，如機場大廳、展廳、倉庫、超時、圖書館、地下停車場、礦井等復雜的室環(huán)境中，常常需要確定移動終端或其持有者、設施與物品在室的位置信息。室定位時定位技術的一種，與室外定位技術相比有一定的共性，但由于室環(huán)境的復雜性和對定位精度和安全性的特殊要求，是的室無線定位技術有著不同于普通定位系統(tǒng)的鮮明特點，而且這些特點是室外定位技術所不具備的。室定位圍相對較小，因此對定位的精度要求相對而言較室外定位要求較高。室信號微弱，且反射現(xiàn)象嚴重，故要求定位算法對各種誤差的魯棒性要強。室定位的應用場合通常決定了定位設備簡單、功耗小、計算量和通信開銷也不能太大，在特殊場合還需要考慮不對室其他設備造成干擾。相對于較早就發(fā)展起來的室外定位，室定位則起步較晚，但通過近年來研究和努力，也有了明顯的進步。尤其，2001年的美國911事件，大量大樓的工作人員和后期進入救援的消防人員由于與外界中斷通信以及在室的位置不明確而葬身火海，凸現(xiàn)出室定位系統(tǒng)的重要性和緊迫性。自此，各國政府意識到對室定位系統(tǒng)研究的重要意義，在該項目上都投入了大量的資金：其中，美國Motorola和Intel分別就室定位系統(tǒng)的算法、軟件和硬件設備進行開發(fā)。室定位技術和定位算法已成為各國科技工作者研究的熱點。建設基于位置信息的實訓室或實驗室對于學生、教師、高校都有著極大的好處和重要的科研和實踐意義。應用演示與理論實踐相結合，培養(yǎng)學生學習興趣，鞏固知識，提高高校教學水平通過實際系統(tǒng)應用展現(xiàn)，可提高學生的興趣，使之深入的學習和理解相關知識，激發(fā)其創(chuàng)新能力，進一步提高高校人才培養(yǎng)水平。人才培養(yǎng)，提高學生實踐水平，提高學生就業(yè)率響應國家政策，正視社會需求近年來，“大學生過?！迸c“技工嚴重缺乏”冰火兩重天的反差格局，當代大學生普遍存在實踐能力不強的問題，與社會需求不符。教育部副部長魯昕認為，當前我國高等院校結構中，學術型大學比重過大，而應用技術型大學比重過小的現(xiàn)狀，正是大學生就業(yè)難的根源所在。因此2014年，國家教育部進行全國高校改革，此次改革中，全國600多所地方本科院校，轉型成為高級別的職業(yè)教育院校，重點培養(yǎng)工程師、高級技工、高素質勞動者等，適應社會需求。行業(yè)需求決定人才需求當今社會，地震、火災、礦難等狀況頻繁發(fā)生，餐飲、購物、地鐵交通成為人們生活中十分重要的組成部分，這些變化引起人們對室位置服務的需求正迅速增加。而公共安全、生產安全、應急救援、公共衛(wèi)生、物聯(lián)網、特殊人群監(jiān)護、大型場館管理、智慧城市建設等領域都需要使用準確的室定位信息。因此，導航與位置服務產業(yè)有上萬億的市場空間。2009年中國導航與位置服務用戶數(shù)量達到1650萬，同比增長70%，2010年用戶數(shù)量增長超過100%。2015年導航與位置服務用戶超過5億，產值將超過2千億元，導航與位置服務成為新的經濟增長點和戰(zhàn)略性新興產業(yè)，增加就業(yè)人口50多萬，同時，海外導航與位置服務用戶需求也呈現(xiàn)快速增長趨勢，我國導航產品每年數(shù)千萬套地進入國際市場。因此，定位行業(yè)人才缺口巨大，急需擁有相應知識儲備和實踐能力的人才。完善實驗設備，提高人才培養(yǎng)水平高校實驗室是進行實驗教學、科學研究和培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要基地,對于培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力具有重要的意義。隨著大學擴招計劃的推進和國家政策的引導，落后的實驗設備已不能滿足日益增多的高校在校學生的需求，學生的實驗以及就業(yè)實訓實驗室都存在巨大的缺口。因此，急需建立基于位置信息的實訓室和實驗室。緊跟國家政策和科研趨勢，完善科研設備，激發(fā)科研創(chuàng)新隨著位置信息服務的發(fā)展，越來越多的教師和學生在進行基于精準位置信息的物聯(lián)網、定位技術等相關應用研究，但實驗設備不完善，導致實踐和理論極易脫節(jié)?？茖W研究是一項“站在巨人的肩上看世界”的工作，落后的實驗設施使高校師生無法掌握先進的設備和技術，增加了基礎技術研究的時間，無法高效地利用當代先進技術和設備進行進一步開發(fā)和拓展。而建立基于位置信息的實訓室或實驗室可為高校師生提供完善先進的實驗室，使之在應用體驗和技術培訓形結合的條件下迅速掌握理論和實踐知識并進一步加深理解，通過知識普及和實際操作應用，了解行業(yè)動態(tài)和發(fā)展趨勢，激發(fā)其創(chuàng)新能力，進行進一步科研創(chuàng)新、科研項目申報等。打造行業(yè)技術領先實驗室，人才、科研齊發(fā)展，提高高校影響力大學通過發(fā)揮教學、科研、社會服務等三大職能，來實現(xiàn)它對社會政治文明、經濟發(fā)展、文化繁榮、科技進步等各方面的影響力。從微觀的角度分析，高校影響力主要分為學術影響力、部管理影響力、學生影響力、社會服務影響力。*大學通過對美國哈佛大學和加州大學伯克利分銷兩所世界一流研究型大學的發(fā)展歷程進行分析，并結合研究具有中國本土特色的大學、清華大學、科技大學的管理經驗，分析總結出我國大學影響力的提升策略：增強學術影響力和管理影響力是提升大學影響力根基；促進產學研成功結合是提升大學影響力的重要途徑；注重人才培養(yǎng)質量和管理效能是提升大學影響力的關鍵環(huán)節(jié)。在當今信息化時代，打造基于位置信息的實訓室或實驗室可在學生學習知識、實訓開發(fā)，教師項目研究、信息化教學等方面提供先進的完善的集硬件、軟件、培訓于一體的服務，高校提升學校的人才就業(yè)率、人才培養(yǎng)水平和整體科研水平，進一步提升高校行業(yè)影響力和整體競爭力。發(fā)揮高?？蒲袃?yōu)勢，推動信息行業(yè)發(fā)展跟蹤國際水平，縮小同國外的差距，并力爭在我們定位領域有所突破，推動信息行業(yè)發(fā)展，為我國的經濟發(fā)展和國防安全創(chuàng)造條件。培養(yǎng)新一代高水平的科技人才；通過傘型輻射，帶動相關方面的科學技術進步；為我國的經濟發(fā)展和國防建設奠定比較先進的技術基礎，并為高技術本身的發(fā)展創(chuàng)造良好的條件；把階段性研究成果同其它推廣應用計劃密切銜接，迅速地轉化為生產力，發(fā)揮經濟效益。高?，F(xiàn)狀1995年國防科技大學衛(wèi)星導航研發(fā)中心成立，隸屬國防科技大學電子科學與工程學院，專業(yè)從事我國自主衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的研究，是我國第二代衛(wèi)星導航系統(tǒng)導航技術方向專家組長單位，是教育部自主衛(wèi)星導航定位技術工程研究中心。2001年，國防科技大學專門成立了衛(wèi)星導航研發(fā)中心科研實體，專業(yè)從事導航科研與裝備生產。在導航信號體制設計、系統(tǒng)運控技術、系統(tǒng)安全與抗干擾、高精度測量技術、系統(tǒng)仿真與測試技術、天線與射頻、導航專用集成電路等方面具有深厚的技術積累，承擔了我國自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設的多項重大科研任務，是導航載荷、信號體制、地面控制系統(tǒng)、應用系統(tǒng)等方面的預先研究和型號研制主承單位，突破了以北斗一號全數(shù)字快捕與接收、北斗二號關鍵體制、星上抗干擾、高精度測量、系統(tǒng)級零值測量等為代表的多項關鍵技術，為我國自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的建設和產業(yè)化做出了重大貢獻。1998年1月建立的大學衛(wèi)星導航定位技術研究中心，以衛(wèi)星定位導航及相關領域的基礎理論研究、新技術的推廣應用及“高精尖”人才培養(yǎng)為主，目標瞄準我國衛(wèi)星導航系統(tǒng)應用與自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)建設的需求，充分利用大學在衛(wèi)星導航相關學科建設、人才培養(yǎng)、對外交流及基礎和應用研究等方面的優(yōu)勢，研究與跟蹤國際衛(wèi)星導航系統(tǒng)、終端及應用服務等方面的前沿關鍵技術;形成了發(fā)展我國自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的新技術、新方法和新應用的探索、實驗與開發(fā)的基地;促進衛(wèi)星導航技術與應用的高等教育，培養(yǎng)高素質衛(wèi)星導航專業(yè)技術人才，建成了具有世界一流水平的衛(wèi)星導航定位技術的研發(fā)與創(chuàng)新平臺。郵電大學通信、導航與微/納系統(tǒng)實驗室是由鄧中亮教授所領導的科研團隊經過多年努力，逐步發(fā)展壯大而形成。近年來，實驗室在高精度室定位、衛(wèi)星導航、WSN/WLAN/RFID、RFMEMS、多媒體與圖像處理、智能通信等方向上進行了一系列深入的研究，為國民經濟與國防建設做出了重要貢獻。實驗室每年承擔國家項目、企業(yè)合作項目等各類課題十余項，目前正承擔包括國家863項目與國防預研基金項目在的多個項目。2011年，依托該實驗室，成立了育部衛(wèi)星導航聯(lián)合研究中心-衛(wèi)星導航信號體制與通信分中心。2006年由市科委批準建設的市空間導航與定位技術重點實驗室成立，該實驗室利用天文臺現(xiàn)有天文觀測設備、相關技術和研究基礎，緊密結合我臺目前正在承擔的探月與深空探測VLBI測軌工作，和導航定位系統(tǒng)數(shù)據處理系統(tǒng)與激光測距系統(tǒng)工作，面向國相關領域的研究力量，在空間飛行器精密定軌關鍵技術研究及其應用方面提供支持，同時也對利用中國VLBI網（CVN）開展VLBI相關領域的觀測研究工作提供支持。2006年航空航天大學通信導航與測試實驗室成立，主要研究方向為導航定位與自動測試技術，具體包括：衛(wèi)星導航技術、組合導航技術、電子設備自動測試與仿真、電子系統(tǒng)的健康管理技術。實驗室主要承擔了衛(wèi)星導航原理、衛(wèi)星導航接收機、組合導航技術、自動測試技術、電子測量技術等本科生、研究生和留學生的課程。實驗室成立以來，共承擔自然科學基金5項，國家863項目4項，武器裝備預研基金8項，總裝預研5項，空裝預研2項，國防科工局預研課題3項，國防科工局重大基礎研究1項，其它橫向課題50余項。2008年中國科學院精密導航定位與定時技術重點實驗室成立，該實驗室以高精度時間傳遞和信號傳播研究為基礎，重點開展危險導航授時及其他輔助導航授時和定時技術的研究工作。2008年10月，衛(wèi)星定位技術與應用重點實驗室成立，其依托于東南大學3S技術研發(fā)中心，主要開展3S技術研究與理論集成、國土資源信息化技術研究、GNSS定位設備研制。2010年8月由省科技廳批準的由輕工業(yè)學院作為實施單位的省“超寬帶無線通信技術”院士工作站成立，該院士工作站以電子科技集團22所電波傳播專家、輕工業(yè)學院“雙聘”院士明高為帶頭人，主要研究與超寬帶無線通信技術、信息處理、導航定位為主的相關技術，院士工作站科研團隊由17人組成，其中院士1人、教授2人、副教授9人、客座教授1人（聯(lián)睿電子科技總經理）、講師4人組成（其中博士學位12人）。目前，研究方向主要包括超寬帶天線設計研究、超寬帶信號傳播信道預測及電磁兼容問題研究、超寬帶實時定位收發(fā)系統(tǒng)信號處理技術研究、無線傳感器網絡技術研究等。自院士工作站成立以來，在省科技廳和學校領導的支持以及團隊成員的努力下，深入開展院士合作，發(fā)揮院士及其團隊的作用，開展科研創(chuàng)新活動，加強科技成果轉化，利用院士工作站的優(yōu)勢，加強和院士的交流咨詢工作，促進了科研快速發(fā)展，培養(yǎng)了一批高素質人才，促進了學校產、學、研的有機結合，提高了學?？萍紕?chuàng)新能力，建站3年來，取得了一系列高水平的科研成果。同時，隨著人員結構的增加及調整，進一步凝練了學科方向，形成了多個有特色的研究方向。2015年，解放軍信息工程大學、城市職業(yè)學院、工業(yè)大學分別建立超寬帶定位實驗室，依托于聯(lián)睿電子研發(fā)的U-Loc厘米級實時定位系統(tǒng)進行研發(fā)和實訓。二定位實驗室建設實驗室需求現(xiàn)狀隨著社會科技化進程的加快，社會對于基于位置信息的產品和服務的需求越來越高，隨之對于技術的要求越來越高，而我國定位相關技術與國際先進國家的技術水平還有一定差距，相關技術還有很大的提升空間，而相關技術的人才缺口問題也逐步凸顯。因此，建立基于位置信息的實訓室或實驗室勢在必行，其不僅能夠為國家、社會培養(yǎng)相關技術人才，還能解決大學生普遍實踐能力弱的現(xiàn)狀，提高就業(yè)率和就業(yè)水平，并能激發(fā)新的創(chuàng)新課題，增強科研力量，提高高校整體科研水平和競爭力，縮短與國際先進技術水平之間的差距，加快我國科技化進程。因此，我公司為以下相關專業(yè)（圖2.1）提供了幾類實訓室或實驗室，以供高校選擇。圖2.1實驗室建設相關專業(yè)實驗室建設目標從學生就業(yè)發(fā)展出發(fā)，實驗室應該著重提高學生的動手能力，以探索性、設計性實驗及工程訓練為主，突出學生創(chuàng)新能力和實踐能力的培養(yǎng)，對應的培養(yǎng)模式應是“寬口徑、厚基礎、重實踐、求創(chuàng)新”；從科學研究出發(fā)，實驗室應以“高領先、高完善、高潛力”為主；從學校發(fā)展出發(fā)，應考慮實驗室的行業(yè)先進性、影響力、發(fā)展?jié)摿涂臻g以及對學生培養(yǎng)的有利性。因此，基于室外位置數(shù)據的實時視頻分析與處理實驗室的建設目標應該是：1滿足課程規(guī)劃的教學需求；2滿足行業(yè)應用的實訓需求；3滿足科研創(chuàng)新的環(huán)境需求。這些目標可體現(xiàn)在實驗室建設的具體需求中：1、實現(xiàn)教學的可視化，直觀化，儀器化，云計算化?；谑彝舛ㄎ坏姆治觥㈤_發(fā)和研究涉及復雜的有線和無線通訊環(huán)節(jié)，離不開對各種信號波形的分析，測量觀察，也離不開對各種通訊協(xié)議的分析和觀察，依靠先進的設備儀器，可實現(xiàn)教學的可視化，直觀化，儀器化，是降低知識點教學門檻和提高教學質量的關鍵，也是國外高校實施電子信息，嵌入式，互聯(lián)網教學的主要手段。2、實驗實踐環(huán)境多樣化，滿足課程規(guī)劃的教學需求。讓參與學習的學生能夠一邊學習理論知識，一邊認識了解和掌握實驗設備的結構、功能和使用方法，通過一系列的驗證型、演示型、自主設計型、綜合型和創(chuàng)新型實驗，使學生掌握先進的實驗技能，強化對所學知識的理解，以培養(yǎng)學生的動手能力、工程實踐能力、創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作精神。3、體現(xiàn)實際應用案例，滿足行業(yè)應用的實訓需求實驗室應有多樣化的實訓平臺，這些實訓平臺應和實際場景或實際產品應該非常接近，能夠體現(xiàn)生產生活中各方面的真實應用案例，為學生提供具有真實應用場景的實訓系統(tǒng)，在此系統(tǒng)上綜合運用各個課程的知識點，實現(xiàn)所學知識的綜合運用、融會貫通的目的，培養(yǎng)具有項目設計能力高科技人才。4、體現(xiàn)最新技術體系，滿足科研創(chuàng)新需求實驗室應綜合體現(xiàn)最新技術點，滿足專業(yè)教師學習和從事數(shù)據分析、物聯(lián)網等技術研究和應用系統(tǒng)開發(fā)的需要。實驗室應涵蓋目前主流的定位測量技術和設備，具有良好的可擴展性，具有一定的前瞻性。要求系統(tǒng)能夠模擬先進的應用環(huán)境，實驗設備和實驗容應能非常靈活地進行擴展，從而為專業(yè)教師研究當前網絡最前沿的技術動態(tài)和發(fā)展提供完善的實驗平臺，并能在此平臺之上從事定位技術、物聯(lián)網等應用系統(tǒng)的研發(fā)，提高學校整體科研與教學應用水平。實驗室建設原則實驗室承擔著一個院系甚至多個院系的學生培養(yǎng)工作，作為教師項目科研基地，其設計原則的正確性和先進性是至關重要的。本實驗室建設遵循以下建設原則：1、全面性實驗室所裝備的教學實驗設備、建立的課程體系需要具有全面性，覆蓋從數(shù)據采集、場地測量、定位設備布設方案設計、定位數(shù)據和泛在信號的采集和分析到位置數(shù)據分析及開發(fā)研究和視頻圖像、語音等信號的分析研究等一系列實際訓練和創(chuàng)新研究，進行多學科、多專業(yè)知識點的綜合運用，以求融會貫通，應用學科可覆蓋電子信息、通信工程、計算機軟件、控制工程、建筑工程、測量測繪、網絡工程等眾多專業(yè)。2、教學改革由于社會對工程技術人才的迫切需求，培養(yǎng)具有工程實踐能力的學生，具有項目設計能力的高科技人才成了高等院校最重要的任務。因此在實驗室的教學形式上需要有所變革，應以項目式教學為主線，側重于培養(yǎng)學生的工程技術、創(chuàng)新思維和項目經驗。3、軟硬兼容和先進性實時視頻分析與處理實驗室應綜合體現(xiàn)現(xiàn)代科技最新技術點，滿足專業(yè)教師學習和從事通信、信號處理、軟件開發(fā)等技術研究和應用系統(tǒng)開發(fā)的需要，不僅僅要滿足偏軟件方面學科的需要，也要滿足嵌入式，高頻微波，電工電子，工業(yè)控制等多種偏硬件學科需要。實驗室建設方案室內外一體化定位及應用實驗室目的：培養(yǎng)定位研究及應用方向的人才；基于室內外進行智能聯(lián)動和應用研究。室內外一體化定位及應用實驗室目的：培養(yǎng)定位研究及應用方向的人才；基于室內外進行智能聯(lián)動和應用研究。原因：隨著國家數(shù)字化、信息化發(fā)展的不斷加快，室外定位已不能滿足需求，政府、企業(yè)等對室內精準位置信息都提出了相應的需求，人們漸漸意識到以室內定位為基礎的應用風暴將成為席卷互聯(lián)網的下一個爆點?，F(xiàn)狀：學校缺乏完整的室內外一體化建設，需要建設完善的實驗設施進行應用研發(fā)。專業(yè)：測繪、電子信息等等級：本科及以上室外一體化定位及應用實驗室隨著人類社會的進步，人們越來越關注自身的精準位置信息以及興趣點的定位和導航。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GNSS)提供了有效的室外定位手段，成為很多人出行導航的必備工具。但是衛(wèi)星導航也有它的不足和脆弱性，如衛(wèi)星信號在收到干擾或遮擋時，將失去定位導航的能力，在高樓林立的城市區(qū)域以及大型場館的室，衛(wèi)星定位的精度會大幅度降低，甚至無法定位，然而，大型公共場館部建筑結構復雜、人員密度高、場館設備數(shù)量大，對室定位的需求十分迫切，定位與位置服務的“最后一公里”問題日益突出。因此，我國提出了著力發(fā)展室外無縫導航的戰(zhàn)略需求。建立室外一體化定位及應用實驗室，將加快室外定位導航基礎設施建設、促進設備研發(fā)和產業(yè)化，提高高校就業(yè)率和科研水平；并可帶動社會投資和消費需求，為現(xiàn)代服務業(yè)帶來新的發(fā)展機會；也為通信產業(yè)等結構調整打下基礎，支撐導航與位置服務戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展，促進傳統(tǒng)產業(yè)結構轉型。室外一體化定位及應用實驗室建設的必要性位置服務的必要性導航與位置服務攸關國家安全、經濟發(fā)展和社會民生，在新一代信息技術這一戰(zhàn)略性新興產業(yè)中，具有舉足輕重和不可或缺的地位，在物聯(lián)網、智慧地球、節(jié)能減排、救災減災等領域發(fā)揮著重要的基礎性支撐作用。室定位技術遇到的主要問題及未來可能的研究熱點隨著智能通信技術、物聯(lián)網技術的興起和發(fā)展，工業(yè)、農業(yè)、商業(yè)、物流、軍事等領域對于人員和設備等定位有著越來越多的需求。盡管目前室外定位技術已經有較為成熟的解決方案,但是在室環(huán)境下，目前尚無比較經濟且成熟的技術，根本原因是室定位存在環(huán)境復雜、定位面積小。高精度室外無縫定位技術成為發(fā)展趨勢位置基礎信息，它需要更多的人在這個基礎之上建立增值服務，包括相應的運營模式，才能有價值。因此，位置服務產業(yè)是開放的，需要不斷地給予和培育，只有當全社會都用*一地理位置服務時，它的產業(yè)價值才能體現(xiàn)出來。近年來，隨著社會信息化的發(fā)展，人們對于全時空高質量位置信息服務的需求越來越大，單獨的室外定位已不能滿足人們的需求，人們對室外高精度定位導航的需求已呈現(xiàn)爆發(fā)式增強趨勢。高精度室外無縫定位技術趨向于多系統(tǒng)協(xié)同（1）定位技術互補融合隨著互聯(lián)網、無線通信、計算機技術、測繪技術和設備制造等關鍵技術的飛速發(fā)展，室定位向著多技術互補融合的方向發(fā)展。通過多技術融合互補的方式彌補*一項定位技術的劣勢，如何將不同的技術融合起來將是研究的熱點。（2）室定位應用領域不斷擴展精準的室定位技術向室用戶提供有用的、有針對性的市場與服務容的關鍵，是一個需要填補的技術缺口。人們大部分時間都是在室，室定位技術與其實現(xiàn)的應用之間，絕對存在著協(xié)同效應。實驗室建設方案室外一體化定位及應用實驗室融合了當下先進的超寬帶高精度實時定位技術、GNSS實時定位技術和底層GIS平臺搭建技術，實現(xiàn)了從地形測量、GIS平臺搭建到室外一體化定位，再到多樣終端應用、二次開發(fā)完整的建設，在學術研究、實踐實訓、應用開發(fā)、算法研究、科技創(chuàng)新、智能控制等方面均有很好的應用和開發(fā)意義。實驗室架構室外一體化定位及應用實驗室的架構如圖2.2所示：圖2.2室外一體化定位及應用實驗室架構圖實驗室特點：多樣終端——支持計算機、平板、手機等終端設備。先進性——實驗容包含了當今通信專業(yè)一些最先進的理論，學生可以在較短的時間掌握當今通信技術的最新發(fā)展動態(tài)，適應新技術發(fā)展的要求；室外一體化定位系統(tǒng)采用國際領先的定位技術和優(yōu)化算法，在定位精度、穩(wěn)定性等方面均具有絕對優(yōu)勢。完善性——室外一體化開發(fā)實驗室所需設備均由中海達上市公司協(xié)同聯(lián)睿等子公司研發(fā)制造，保證設備的兼容性和穩(wěn)定性。綜合性——集成了測量學、超寬帶無線通信、衛(wèi)星導航定位技術、通信原理、移動通信、數(shù)字信號處理、通信網絡與交換等門課程理論知識與技術，利于學生對專業(yè)知識的綜合認識及應用能力的提高。層次性：包含底層GIS平臺搭建、定位系統(tǒng)、上層開發(fā)等多個層次，學生可以從測量學、定位系統(tǒng)等層次上認識通信系統(tǒng)、定位技術和測繪知識，擴展學生的認識思路。實用性：促使學生全面而深層次理解感應信息的理論知識容，為以后從事室外定位導航及應用開發(fā)等相關工作，提高就業(yè)競爭力打下堅實的基礎。開發(fā)性：該實驗系統(tǒng)提供了一些開放的接口平臺，學生及相關專業(yè)教師可以按照自己的想法進行研究和開發(fā)。實驗室介紹室外一體化定位及應用實驗室的建設流程為：底層地圖+定位系統(tǒng)+GIS應用開發(fā)=行業(yè)應用解決方案圖2.3實驗室架構流程底層地圖的建立底層地圖的建立——三維地圖建模室內（小*圍）場景建模三維激光掃描與建?！S矢量地圖模型（具有三維地圖坐標信息）全站儀室內測圖——被測區(qū)域坐標信息（無地圖坐標信息，需將地圖坐標信息嵌入三維模型）傾斜攝影與建模——三維模型（利用無人機拍攝室外實景圖片制作三維模型，需結合RTK等測量手段嵌入地圖坐標信息）室外場景建模CORS+RTK——地圖測量全站儀地形測量——地圖測量無人機正射影像+CORS+RTK相控測量——正射影像圖（平面地圖）無人機傾斜攝影測量與建模+CORS+RTK相控測量——三維矢量模型（具有三維地圖坐標信息）實時定位系統(tǒng)實時定位系統(tǒng)UWB室內定位系統(tǒng)——結合地圖系統(tǒng)可實時定位基站覆蓋區(qū)域內目標的精準位置GNSS室外定位系統(tǒng)——結合地圖系統(tǒng)可實時定位室外區(qū)域目標的位置GNSS室外高精度定位系統(tǒng)（CORS+RTK）——結合地圖系統(tǒng)可實時定位室外區(qū)域目標的精準位置UWB室內定位系統(tǒng)+GNSS室外定位系統(tǒng)——結合地圖系統(tǒng)實時定位室內外目標的位置UWB室內定位系統(tǒng)+GNSS室外高精度定位系統(tǒng)——結合地圖系統(tǒng)實時定位室內外目標的精準位置GISGIS應用開發(fā)（部分拓展應用枚舉）地圖導航——目標精準位置的實時定位，目標位置的線路規(guī)劃和導航等物聯(lián)網應用開發(fā)——實訓學習；大數(shù)據統(tǒng)計和分析；基于位置數(shù)據的應用軟件的開發(fā)等智能控制——機器人定位跟蹤和路線規(guī)劃指引；叉車實時定位控制等聯(lián)動管理——基于位置信息聯(lián)動控制的智能家居；基于位置信息的視頻監(jiān)控、暖通、照明子系統(tǒng)的聯(lián)動等技術研究——定位技術的學習改進；多種定位算法的研究；多技術融合等。實驗室適用圍：a.適