鄧中亮指導(dǎo)工作人員修正參數(shù)。 受訪對象供圖
人物名片鄧中亮
鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院院長。國家重點研發(fā)計劃項目首席專家,863微電子工作組專家,教育部衛(wèi)星導(dǎo)航聯(lián)合研究中心—信號體制與通信研究分中心主任。
長期致力于無線網(wǎng)絡(luò)定位科學(xué)研究與工程實踐,我國“羲和計劃”無線網(wǎng)定位首席專家。主持完成國家重大和重點項目20余項,獲國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎1項、國家科技進(jìn)步獎二等獎2項、省部級科技獎13項。2014年被評為全國十大科技創(chuàng)新人物,2019年當(dāng)選為國際歐亞科學(xué)院院士。
□本報記者 樊雪婧 實習(xí)生 李承洋
一架寄遞物流無人機(jī)在鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院緩緩升起,8分鐘內(nèi),它將快遞運輸至河南順豐鄭州龍子湖微時代廣場網(wǎng)點,完成自動返程。
9月24日,鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院,鄭州寄遞物流與低空經(jīng)濟(jì)融合發(fā)展示范點,控制屏幕上閃爍著多個亮點,標(biāo)注著無人機(jī)的實時位置,鄧中亮正凝視著屏幕,指導(dǎo)工作人員修正參數(shù)。
得知記者來意,鄧中亮抬起頭,一雙銳利的眼睛里滿是笑意,“我也一直在追星。”
鄧中亮追的星,是北斗衛(wèi)星。
從轟鳴的車間到高校的實驗室,他用半生時光帶領(lǐng)團(tuán)隊研發(fā)“5G+北斗”技術(shù),正在從根源上破解傳統(tǒng)定位技術(shù)的局限性,攻克通信網(wǎng)賦能高精度定位的世界性難題。作為全球首個實現(xiàn)通信與導(dǎo)航深度融合的技術(shù)體系,它重新定義了人類感知時空的邊界,帶動中國無線測量與定位技術(shù)從追趕到領(lǐng)跑。
“逆向·破局”
——“全世界做不出來,難道我們就做不出來嗎?”
開車出門先開導(dǎo)航,是大多數(shù)人的日常。研究定位的科學(xué)家,生活中用不用導(dǎo)航?
“當(dāng)然用,不過導(dǎo)航時總?cè)滩蛔?lsquo;挑刺’——這里信號弱了,那里精度差了,滿腦子都是怎么改進(jìn)。”鄧中亮笑了笑,“這算不算是職業(yè)病?”
當(dāng)然不。他和定位的故事就是從“挑刺”開始的。
2003年,鄧中亮從國外深造回國。彼時,美國GPS雖占據(jù)全球90%市場,但無法解決室內(nèi)、隧道等遮蔽空間的定位問題;我國北斗系統(tǒng)剛起步,要在競爭中突圍,必須找到差異化突破點。
“衛(wèi)星信號從3.6萬公里高空下來,一到室內(nèi)、地下或高樓之間,信號就弱了;地面通信基站遍布城鄉(xiāng),覆蓋效果很好,卻只用來打電話、傳數(shù)據(jù)。”站在北斗系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵節(jié)點,鄧中亮拋出了一個顛覆行業(yè)認(rèn)知的想法——“能不能把這兩張網(wǎng)合起來?”
通信網(wǎng)覆蓋的“生活密集區(qū)”,恰恰是衛(wèi)星導(dǎo)航的“盲區(qū)”,兩者強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,就能以最低成本構(gòu)建起從室外到室內(nèi)的服務(wù)空間,實現(xiàn)全空域覆蓋,提供更加全面和智能的定位導(dǎo)航服務(wù)。
棘手的是,通信追求“高數(shù)據(jù)率”,導(dǎo)航需要“高精度相位測量”,二者原理相悖,全球尚無成功案例。
這能行嗎?就連項目答辯時也受到質(zhì)疑,“全世界都沒做出來,你能做好嗎?”
“全世界做不出來,難道我們就做不出來嗎?”鄧中亮心里滿是沖勁兒。
但迎頭就“撞上”兩大世界級難題:一是通信網(wǎng)沒有多余頻率資源,若新增定位信號,勢必干擾正常通信;二是為了實現(xiàn)最低投入最大覆蓋,通信基站分布稀疏,按傳統(tǒng)導(dǎo)航原理,至少需要3—4個基站才能定位,而現(xiàn)實中很多區(qū)域只有1個基站。
“像兩大盆冷水澆在頭上!”翻來覆去想了一周,他拿出了一個逆向思維方案。“所有無線信號都有背景噪聲,那就把定位信號‘藏’在噪聲里,既不占用額外頻率,又不影響通信。”
信號藏進(jìn)噪聲不易,“撈”出來更難。在通信強(qiáng)干擾下,如何高效剝離?在基站覆蓋邊緣,定位信號強(qiáng)度比噪聲還弱,如何接收?
“卡脖子”的困局接踵而至,鄧中亮卻越挫越勇,“年紀(jì)輕輕,什么困局不能破?”
設(shè)計信號、建立模型,滿街地跑,采集不同場景的信號數(shù)據(jù),通過大量分析和優(yōu)化,終于利用2G網(wǎng)定位將原本100米誤差縮小至5米。
這一突破,讓通信網(wǎng)定位從“不可能”變成“可能”。
2010年,我國啟動“羲和計劃”,目的就是提升北斗室外定位能力、解決室內(nèi)定位難題。作為通信網(wǎng)定位導(dǎo)航技術(shù)牽頭人,鄧中亮朝著目標(biāo)持續(xù)攻關(guān),帶領(lǐng)團(tuán)隊創(chuàng)立廣域無線網(wǎng)高精度定位理論、異構(gòu)多元協(xié)同定位及導(dǎo)-通互嵌技術(shù)體系,成功解決了通信網(wǎng)絡(luò)高精度定位的國際難題。
他研發(fā)的“5G+北斗”廣域無縫融合定位技術(shù),將定位精度提升至厘米級,被稱為世界首創(chuàng)的室內(nèi)外連續(xù)高精度定位技術(shù)。
在無線測量與定位技術(shù)領(lǐng)域,中國實現(xiàn)領(lǐng)跑。
“使命·致用”
——“不管什么科研技術(shù),能服務(wù)社會才有價值。”
今年2月,第九屆亞洲冬季運動會在哈爾濱拉開帷幕,這一世界首創(chuàng)的室內(nèi)外連續(xù)高精度定位技術(shù)亮相——從室外到室內(nèi)無縫導(dǎo)航,便捷地把觀眾引導(dǎo)到所想要去的座位上,提升觀眾的觀賽體驗;無人機(jī)對場館開展實時、無死角監(jiān)控,一旦出現(xiàn)安全事故,能為救援人員提供準(zhǔn)確的導(dǎo)航信息。
“這只是應(yīng)用場景之一。”鄧中亮介紹,5G和北斗的融合與相互賦能,本質(zhì)上是時間和空間位置基于通信的融合,二者同時作用,能產(chǎn)生顛覆性的技術(shù),在不同場景下會催生出不同應(yīng)用。
以生活中最常見的打車軟件為例。打開手機(jī)軟件,車在哪里、人在哪里、車與人之間的距離,顯示得清清楚楚。
不僅如此,在交通領(lǐng)域,5G+北斗室內(nèi)外無縫銜接的定位導(dǎo)航技術(shù),可以為城市交通提供無縫時空信息服務(wù)。從停車管理、車載導(dǎo)航、手機(jī)導(dǎo)航到服務(wù)平臺,實現(xiàn)實時、精確、可靠。比如,應(yīng)用于百度、高德等平臺,解決了百余城市傳統(tǒng)導(dǎo)航不連續(xù)不精確難題,車輛平均行駛時間減少17%。
而在智慧礦山的建設(shè)中,以5G網(wǎng)絡(luò)為依托,結(jié)合北斗定位技術(shù),就能實現(xiàn)礦山挖裝、運輸、監(jiān)測等環(huán)節(jié)的自動化作業(yè),減少危險繁重崗位人員占比,支撐主動預(yù)防,最大限度提高生產(chǎn)安全性。
隨著“5G+北斗”融合應(yīng)用的普及,精準(zhǔn)定位不再是冷冰冰的技術(shù)參數(shù),正在溫暖著人們生活的每一處細(xì)節(jié)。它已悄然走進(jìn)智慧城市、智慧制造、低空經(jīng)濟(jì)、應(yīng)急救援等領(lǐng)域,成為推動產(chǎn)業(yè)升級的“隱形引擎”。
“技術(shù)突破能夠引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,而形成技術(shù)有關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn),能夠讓技術(shù)應(yīng)用于全世界,推動人類社會進(jìn)步。”鄧中亮說,這也是科學(xué)家的使命。
為此,團(tuán)隊形成了14項3GPPR16、R17國際標(biāo)準(zhǔn)提案,并收錄于3GPP國際標(biāo)準(zhǔn)化組織TR38.855、TS38.211通信標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)方案中。他還主持制定首個5G高精度定位3GPP國際標(biāo)準(zhǔn),提供全球通信網(wǎng)高精度定位的“中國方案”,在衛(wèi)星定位的“最后一公里”,中國人掌握了話語權(quán)。
對鄧中亮來說,這不是終點。“要向高安全、高智能、高質(zhì)量的服務(wù)轉(zhuǎn)型,最終進(jìn)入實現(xiàn)可信、安全、智慧的空間位置導(dǎo)航新時代,實現(xiàn)從定位導(dǎo)航的產(chǎn)業(yè)化,走向位置服務(wù)的商業(yè)化。”
“熱愛·跨界”
——“一生很短,能把熱愛做成事業(yè),很幸福!”
“20歲不到進(jìn)工廠,看著國產(chǎn)發(fā)動機(jī)技術(shù)受制于人,我就想,得靠技術(shù)改變這一切。”1987年,22歲的鄧中亮放棄湖南衡山專用汽車制造廠第六分廠副廠長的職務(wù),毅然踏上求學(xué)之路。
“隨著眼界增長,我慢慢地發(fā)現(xiàn),我國在核心科技領(lǐng)域仍然與西方發(fā)達(dá)國家存在不小的差距,多讀點書,多一點理論知識支撐,沒準(zhǔn)可以為國家解決更多問題。”此后,鄧中亮在北京航空航天大學(xué)攻讀制造工程碩士,又在清華大學(xué)攻讀機(jī)械制造博士,隨后入職北京郵電大學(xué)。
“在北郵,大家都跟通信打交道。對通信不熟,就覺得自己不是北郵人。”不是通信專業(yè)出身的他就把TCP/IP協(xié)議、通信原理等研究無線網(wǎng)絡(luò)與通信的課程從頭學(xué)起,每天最早到、最晚走,很快他的專業(yè)能力大幅提升,拿下了國家自然科學(xué)基金與863課題。
2003年,鄧中亮作為高級訪問學(xué)者在美國南加利福尼亞大學(xué)完成學(xué)習(xí),是去是留?回國!鄧中亮毫不猶豫。“在國外只能服務(wù)于別的國家,回國才能將自己的理想和抱負(fù)實現(xiàn)并助推祖國的發(fā)展”。
樸實的話語,正是鄧中亮給自己的人生定位——科研報國。
“一輩子只要做成這一件事,也是很有意義的。”鄧中亮說,他喜歡科學(xué)研究,也希望自己的科學(xué)研究能為國家、為社會創(chuàng)造價值,推動和支撐相關(guān)產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展。
技術(shù)不斷進(jìn)步,但人的生命有限,怎么辦?“所以你看,培養(yǎng)人才有多重要。一代一代科研人接力向前,就能保持領(lǐng)先地位,引領(lǐng)整個行業(yè)的發(fā)展。”
在學(xué)生眼中,鄧中亮就是這樣一位“引路人”。他會鼓勵學(xué)生大膽想、大步走,卻從來不強(qiáng)求學(xué)生們做什么,“要有熱愛,他們自然會用功”。如今,他培養(yǎng)的100余名研究生,大多扎根在北斗導(dǎo)航、航空航天等領(lǐng)域,成為行業(yè)骨干。
教師、科研工作者、科學(xué)家……2024年11月,河南省政府正式聘請鄧中亮擔(dān)任鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院院長,他又有了新身份。
“作為中原地區(qū)唯一的航空類高校,要‘頂天立地’。”鄧中亮很有信心,“頂天”服務(wù)國家航空航天事業(yè)發(fā)展,“立地”支撐中原經(jīng)濟(jì)發(fā)展。站在低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的風(fēng)口,為河南產(chǎn)業(yè)發(fā)展、中原崛起輸送高質(zhì)量人才,大有可為。
如今,已年屆花甲的鄧中亮,依然保持著快節(jié)奏的工作,和年輕人一樣上班、加班,日歷里沒有周末,行程一個接一個。累不累?“從早晨一睜眼就停不下來,忙是真的,但似乎也沒覺得累。”鄧中亮笑得爽朗,“科學(xué)起源于好奇心,人這一生,能把熱愛做成事業(yè),很幸福!”
持之以恒的求知欲,支撐鄧中亮走過充滿挑戰(zhàn)的科研之路。他的快樂不在于名和利,而在于反復(fù)求證后豁然開朗的瞬間,在于攻克一個個實際問題后的滿足感。
在他心中,科學(xué)研究沒有止境。鄧中亮為自己規(guī)劃了兩個“階段性計劃”:第一個階段,為人類生活服務(wù),為國家安全作貢獻(xiàn)。“5G后還有6G,覆蓋更廣,定位精度能到毫米級,未來能用于人工智能等更廣闊的應(yīng)用場景。”
第二個階段,解決了人與人通信后,嘗試萬物互聯(lián),為生態(tài)和諧作貢獻(xiàn)。“如果能與螞蟻通信,豈不是可以不讓千里之堤毀于蟻穴?能定位蝗蟲,讓它不再叨擾人類……世界不就更美好了?”
他的眼神中閃著光芒,“只要還能做科研,還能為社會發(fā)展出份力,我就會一直干下去。”
科學(xué)家寄語
以興趣為帆,以堅持為槳,在創(chuàng)新中實現(xiàn)價值
□鄧中亮
現(xiàn)在年輕人說“卷”,我覺得“卷”的本質(zhì)是沒找到方向。我一輩子就做“定位”這一件事,從興趣出發(fā),把困難當(dāng)挑戰(zhàn),就不覺得累。
做科研要“敢想”——別人說“做不到”,你要想“為什么做不到”;更要“敢干”——想法再好,不落地就是空想。選定一個方向就扎下去,人生路上哪能沒困難,但千萬別怕,只要堅持不懈,就總有成功的希望。
更重要的是,做科研、干事業(yè),心里得裝著國家裝著社會,要記得“取之于民、用之于民”,科研問題從實踐中來,最終成果也要服務(wù)于社會,這是科技工作者的共同目標(biāo)。
青年人把個人的興趣和努力,變成服務(wù)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、服務(wù)全人類的生產(chǎn)力——這才是該有的擔(dān)當(dāng),也是奮斗的意義所在。
(本報記者 樊雪婧 整理)
記者手記
追“北斗”的人
□本報記者 樊雪婧
采訪當(dāng)日,是鄧中亮緊湊行程中難得的空隙。初見面,他仍埋首屏幕前忙碌著,花白頭發(fā)下專注的神情,讓人不忍打斷。
采訪時,對個人學(xué)術(shù)研究中取得的重大成就,他低調(diào)謙虛、點到為止;對國家定位技術(shù)的未來,他樂觀堅定、思慮周詳……在他看來,科研從來不是枯燥、苦悶的,而是值得傾注一生的樂事。面對艱難險阻,他迎難而上、從未止步。
當(dāng)他提出“把通信網(wǎng)和衛(wèi)星網(wǎng)合起來”時,周遭全是質(zhì)疑??伤劾锏臎_勁藏不?。?ldquo;全世界做不出來,難道我們就做不出來嗎?”
這份勇氣,也藏在他人生每一個選擇里。從放棄副廠長職務(wù)北上求學(xué),在北郵從零開始學(xué)通信,拒絕國外挽留毅然回國,到如今執(zhí)掌航空類高校仍堅持科研,每一步都朝著“科研報國”的目標(biāo)堅定前行。
比起“科學(xué)家”的身份,他更常提及“服務(wù)”的責(zé)任。在講到“北斗+5G”提供隧道內(nèi)精準(zhǔn)定位、為礦山建設(shè)減少危險崗位時,他的語氣明顯輕快:“不管什么科研技術(shù),能服務(wù)社會才有價值。”
采訪結(jié)束后,我時常能想起他的一句話,“能把熱愛做成事業(yè),很幸福”。那一刻,我明白了,鄧中亮追的不是遙不可及的星,而是腳下的路、心中的國;他為中國定位技術(shù)找準(zhǔn)了方向,也用一生為科學(xué)家精神寫下了最生動的注腳。
這,不就是我們該追的星嗎?
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