一城一北斗|珠海市興業隧道北段工程“5G+ 北斗”建設項目

申報單位：中移(上海)信息通信科技有限公司

聯合申報單位：中國移動通信集團廣東有限公司珠海分公司

主要完成人：蔣鑫、黃義雄、趙業禎、張太平、董永國、周萍

一、案例簡介

興業隧道線(北段)呈“Y”型布置，線路全長約17.1km,為珠?！鞍藱M十一縱”骨架路網的核心組成部 分，路況比較復雜，而這種地下空間里又沒有北斗信號的覆蓋，正常情況下車輛無法定位導航。項目采用 融合組網的方式，通過技術創新，攻關融合算法等關鍵技術，將北斗信號引入室內非暴露空間，構建室內 外無縫覆蓋的5G+北斗融合定位網絡，各類衛星定位終端不需要任何改動，便可以在隧道內接收衛星信號 并完成定位解算，并兼容主流地圖應用，實現隧道、地下空間等室內場景中無縫導航。

項目自研2款室內北斗核心硬件設備，申請12項室內北斗相關專利，拓展重點數十個行業應用。通 過轉發式室內北斗算法研究、融合定位算法研究、時鐘同步技術研究、星歷接收轉發技術研究，以及相關 專利布局，打造具有軟硬件完整自主知識產權的室內北斗基站和時鐘同步單元等室內北斗核心設備，以此 為基礎構建的室內北斗定位系統，實現室內北斗定位精度：10~15m精度，結合室外北斗定位技術，實現 室內、室外北斗的融合定位無縫覆蓋。建設完成后，珠海市興業隧道北段工程“5G+北斗”建設項目是國 內首個實現導航信號全覆蓋而且覆蓋距離最長的公路隧道項目。

二、技術方案

基于5G云網底座及室內北斗基站、時鐘同步單元、星歷管理單元，搭建室內虛擬衛星信號系統，將 北斗信號引入隧道內部，車載或導航設備(如手機)在隧道外根據衛星信號進行定位；當進入隧道后無縫 切換到隧道定位系統定位信號，保持室內外定位導航的無縫切換，滿足隧道交通管理需求及用戶定位需求。

1)5G+北斗室內定位技術核心硬件：室內北斗基站，作為室內環境GNSS的信號源。可以同時支持北 斗和GPS的導航信號，單個室內北斗發射機可以支持連接8個發射天線進行衛星信號的播發；手機定位精 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星信號及授時等信息并將接收到的外 部衛星星歷數據輸出給室內北斗基站。時鐘同步單元，采用獨有的時鐘同步專利技術，內置高性能的OCXO 時鐘源，保證系統的時鐘的高溫度穩定性和精度；同步時鐘傳輸支持光纖接口。手持定位終端，內置四臂

螺旋天線，定位效果好；支持室外北斗RTK,室內北斗，藍牙定位；內置IMU,3840mAh鋰電池；支持 一鍵報警；體積小，重量輕。

2)時鐘同步與定位系統：室內北斗時鐘同步系統，室外衛星到室內室內北斗基站的同步精度20ns以 內；室內室內北斗基站之間的同步精度在5ns以內。室內北斗基站定位系統，通過中繼轉發北斗導航信號， 不同室內北斗基站對信號添加不同轉發時延后通過室內北斗基站來轉發衛星信號，實現達到隧道內室內北 斗信號覆蓋的目的，實現普適性定位終端定位精度在10-15米之間。

3)規模部署方案：室內北斗基站按1拖8室內北斗天線設計，天線間距按25+12.5m交替部署單個室內北斗基站的覆蓋距離為150m;興業隧道Y子型的3條隧道的左側和右側分別部署室內北斗基站。室內北斗天線采用特殊的賦型天線可以減少多徑效應，以提高定位精度，室內北斗同步方案采用星型時鐘同 步和信號傳輸，保證了系統的穩定性。室內北斗天線部署及基站部署間距說明，結合單衛星基站的覆蓋精 度與室內北斗實際部署間距，意味著當隧道內有應急需求時，保證車輛或搜救人員移動250m即可收到通 信信號，助力應急工作。

4)運維管理設計：智慧隧道中心調度平臺，3D可視化程序基于HTML5、WebGL的2D、3D圖形渲染引擎，結合GIS地圖，以B/S技術架構打造一套實現智慧隧道全聯接、全智能的可視化管理方案一智慧隧道中心調度平臺。以隧道綜合管控為導向，提升設備控制、事件預警、流程管理、應急處置等綜合業務能力。助力隧道運營管控朝著更智慧、更安全、更便捷的方向發展，推動交通行業的數字化轉型升級

三、創新亮點

應用一種室內北斗基站定位技術，實現衛星信號盲區連續覆蓋。采用星型部署方案進行時鐘信號的同 步傳輸，時鐘信號通過高性能北斗接收機接收，然后通過時鐘同步單元跟室內北斗基站進行同步，確保跟 隧道外部的時鐘同步。提出一種基于室內室內北斗定位技術與復雜地形(隧道、停車場、多路口)的車流 分流導航方法，解決了復雜地形(隧道、停車場、多路口)中圖上指揮、圖上調度，實現車輛監控與分流 引導。在全國團體標準信息平臺發布團體標準《隧道北斗定位系統應用場景要求》;在團體標準中定義了 北斗定位系統在隧道內提供定位服務的民用應用場景以及性能指標。