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他要用音頻技術為“北斗”補上室內導航短板

信息來源:科技日報更新時間:2022-02-21

  本科階段是科研興趣培養的關鍵期,老師稍加引導就可能對學生產生深遠的影響。在培養過程中,加強他們的原始創新能力是我的主發力點。

  初見武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室主任陳銳志,是在一堂有關高精度定位的科普課上。還沒有進教室,記者便在走廊聽到學生們的陣陣笑聲。“科學并不枯燥,我希望把知識盡可能講得有意思一些?!彼f。

  回首過去40年,陳銳志的人生軌跡多次發生改變:既在企業工作過、又在高校做過科研,生活的國家也是幾經更換。不過,有一點未曾變過,他一直將自己牢牢“定位”在導航研究上。

  “無論身處何處,我都希望能學有所成,把研究成果獻給祖國。”陳銳志說,北斗衛星導航系統(以下簡稱北斗)是我國自主建設、獨立運行的衛星導航系統,關乎國家安全。過去幾年,他和團隊成員在做的就是幫助北斗補上室內導航短板,將北斗的服務能力從室外拓展到室內。

  《全球前2%頂尖科學家榜單2021》于近日發布,陳銳志同時入選全球“終身科學影響力排行榜”和“年度科學影響力排行榜”。

  芬蘭聘任的首位華人教授

  “那時候我選專業就像拆‘盲盒’,其實并不清楚自己選的具體是什么?!标愪J志回憶道,1981年選擇上武漢測繪學院(現武漢大學測繪學院),全憑感覺。

  彼時,鄰近高考,武漢測繪學院的招生簡章貼在陳銳志的高中教室門口?!爱敃r,我天天都能看到這個簡章,后來填報志愿時很自然地選了測繪專業?!彼貞浀?。

  陳銳志或許沒想到,這樣一個不經意的選擇,竟決定了他未來40年的人生走向。

  “剛開始上大學時,我對專業學習并沒有多少熱情。直到大二時,我才慢慢對測繪這個專業有些興趣?!标愪J志回憶道。

  本科畢業后,陳銳志在國家測繪局工作了一年,之后他前往芬蘭赫爾辛基大學攻讀碩士學位。畢業后,在芬蘭大地測量研究所做了一段時間研究員,而后又在芬蘭諾基亞公司當了4年的工程經理,并在此期間拿了一個計算機碩士學位。

  隨后,陳銳志再回芬蘭大地測量研究所,擔任導航定位研究室主任,并成為該研究室終身教授,這也是芬蘭聘任的第一位華人教授。

  在芬蘭生活、工作26年后,陳銳志想跳出“舒適圈”,“覺得自己的人生需要重新‘定位’”。

  于是,陳銳志前往美國德州農工大學擔任講席教授。在美工作期間,他發現學界在手機室內定位導航方面的研究不足。

  瞅準了方向后,陳銳志決定深耕這塊“土地”,但他不愿在國外做研究,他想把成果回饋給祖國。

  2016年,陳銳志帶著學術設想回到了母校,并開始擔任武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室主任。

  致力研發音頻室內定位技術

  陳銳志與導航定位的故事,要從21年前講起。

  2001年,芬蘭大地測量研究所成立導航定位研究室,經過一年多的遴選和國際同行評議,陳銳志獲聘研究室主任、教授。

  上任第一要務,便是規劃研究室的發展方向。結合工作經歷以及對LBS(基于位置的服務)技術的關注,陳銳志選擇了“室內定位技術”這一冷門方向。

  在陳銳志的帶領下,該研究室的成果取得了突破性進展,相關技術亮相于2010年上海世界博覽會(以下簡稱上海世博會)。

  “我們將技術帶進了上海世博會芬蘭館,引導進館游客在手機上體驗三維導航服務?!标愪J志說,這是全球第一個基于智能手機的室內三維導航項目。該項目成為上海世博會的示范項目,相關報道登上導航領域學術期刊《GPS WORLD》的封面。

  擔任武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室主任后,由陳銳志主持的《高可用高精度室內智能混合定位與室內GIS技術》獲得“十三五”國家重點研發計劃項目立項。

  談及這項圍繞北斗的工作,陳銳志用“從室外到室內、從地面到天上”概括其研究設想。

  “目前,北斗尚無法做到室內定位,也無法離開地面CORS(衛星定位服務參考站)網絡提供的實時厘米級高精度定位服務?!标愪J志解釋道,“從室外到室內”是指把北斗的服務能力從室外拓展到室內,進而形成“室內外無縫”閉環;“從地面帶到天上”是指通過“珞珈一號”試驗衛星,探索將地面上的CORS基站搬到天上的可能。

  由于北斗信號無法穿透室內空間、室內定位精度低,陳銳志及其團隊成員希望研發出基于音頻的智能手機室內定位技術,以補齊北斗的這一短板。

  與目前廣泛采用的藍牙定位技術相比,這一音頻定位技術的信號覆蓋距離更遠、測距精度更高,是目前世界上精度最高的定位技術。

  2021年9月23日,陳銳志團隊研制的音頻定位芯片正式發布,這也是全球首款基于RISC-V高精度音頻測距技術的專用芯片。

  以賽促學育人自成一派

  在芬蘭和美國工作期間,陳銳志培養了一批優秀的華人青年科學家,當他回到母校后,也把這批人才帶回了祖國。

  回到母校后,陳銳志將許多時間用在了培養學生上。他通過武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室平臺,著力創新本科人才模式,以科研優勢反哺本科人才培養;設立“雙一流”創新訓練專項,資助對科研有濃厚興趣、學有余力的本科生開展科研活動,鼓勵學生進行跨學科、跨層次的合作研究。

  “本科階段是科研興趣培養的關鍵期,老師稍加引導就可能對學生產生深遠的影響。在培養過程中,加強他們的原始創新能力是我的主發力點?!彼f。

  “陳老師很重視培養我們的創新實踐能力,鼓勵我們自己搞小科技發明、設計自己的小產品?!标愪J志的學生對記者說。

  鼓勵學生參加比賽,在“賽中學”是陳銳志獨特的育人方式。

  2021年10月15日,第七屆中國國際“互聯網+”大學生創新創業大賽全國總決賽在江西南昌落幕,由陳銳志指導的學生團隊斬獲高教主賽道金獎。同時,其作為湖北省唯一入圍全國三強排位賽的隊伍,創造了武漢大學在該項賽事中的最佳成績。

  “參加國際大賽是提升學生們發現問題、解決問題能力的好機會,能力提升比得獎更重要?!标愪J志說。

  此外,陳銳志還善用獎項激勵學生進步。他設立了測繪遙感信息工程國家重點實驗室原始創新獎,評審標準是科研成果的原始創新程度。實驗室的5個研究方向各有一個獲獎名額,分別獎勵5萬元,鼓勵學生進行原始創新。

  “這個獎學金評定不是看論文,而是重點考查學生的研究思路,是否符合從0到1的原始創新要求?!标愪J志說,希望通過一流的環境培養一流的學生,最終推動學科發展,打造完整的原始創新生態鏈。


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