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他要用音频技术 为“北斗”补上室内导航短板


视觉中国供图

陈锐志受访者供图

  本科阶段是科研兴趣培养的关键期,老师稍加引导就可能对学生产生深远的影响。在培养过程中,加强他们的原始创新能力是我的主发力点。

  ——陈锐志 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室主任

  初见武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室主任陈锐志,是在一堂有关高精度定位的科普课上。还没有进教室,记者便在走廊听到学生们的阵阵笑声。“科学并不枯燥,我希望把知识尽可能讲得有意思一些。”他说。

  回首过去40年,陈锐志的人生轨迹多次发生改变:既在企业工作过、又在高校做过科研,生活的国家也是几经更换。不过,有一点未曾变过,他一直将自己牢牢“定位”在导航研究上。

  “无论身处何处,我都希望能学有所成,把研究成果献给祖国。”陈锐志说,北斗卫星导航系统(以下简称北斗)是我国自主建设、独立运行的卫星导航系统,关乎国家安全。过去几年,他和团队成员在做的就是帮助北斗补上室内导航短板,将北斗的服务能力从室外拓展到室内。

  《全球前2%优秀科学家榜单2021》于近日发布,陈锐志同时入选全球“终身科学影响力排行榜”和“年度科学影响力排行榜”。

  芬兰聘任的首位华人教授

  “那时候我选专业就像拆‘盲盒’,其实并不清楚自己选的具体是什么。”陈锐志回忆道,1981年选择上武汉测绘学院(现武汉大学测绘学院),全凭感觉。

  彼时,邻近高考,武汉测绘学院的招生简章贴在陈锐志的高中教室门口。“当时,我天天都能看到这个简章,后来填报志愿时很自然地选了测绘专业。”他回忆道。

  陈锐志或许没想到,这样一个不经意的选择,竟决定了他未来40年的人生走向。

  “刚开始上大学时,我对专业学习并没有多少热情。直到大二时,我才慢慢对测绘这个专业有些兴趣。”陈锐志回忆道。

  本科毕业后,陈锐志在国家测绘局工作了一年,之后他前往芬兰赫尔辛基大学攻读硕士学位。毕业后,在芬兰大地测量研究所做了一段时间研究员,而后又在芬兰诺基亚公司当了4年的工程经理,并在此期间拿了一个计算机硕士学位。

  随后,陈锐志再回芬兰大地测量研究所,担任导航定位研究室主任,并成为该研究室终身教授,这也是芬兰聘任的第一位华人教授。

  在芬兰生活、工作26年后,陈锐志想跳出“舒适圈”,“觉得自己的人生需要重新‘定位’”。

  于是,陈锐志前往美国德州农工大学担任讲席教授。在美工作期间,他发现学界在手机室内定位导航方面的研究不足。

  瞅准了方向后,陈锐志决定深耕这块“土地”,但他不愿在国外做研究,他想把成果回馈给祖国。

  2016年,陈锐志带着学术设想回到了母校,并开始担任武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室主任。

  致力研发音频室内定位技术

  陈锐志与导航定位的故事,要从21年前讲起。

  2001年,芬兰大地测量研究所成立导航定位研究室,经过一年多的遴选和国际同行评议,陈锐志获聘研究室主任、教授。

  上任第一要务,便是规划研究室的发展方向。结合工作经历以及对LBS(基于位置的服务)技术的关注,陈锐志选择了“室内定位技术”这一冷门方向。

  在陈锐志的带领下,该研究室的成果取得了突破性进展,相关技术亮相于2010年上海世界博览会(以下简称上海世博会)。

  “我们将技术带进了上海世博会芬兰馆,引导进馆游客在手机上体验三维导航服务。”陈锐志说,这是全球第一个基于智能手机的室内三维导航项目。该项目成为上海世博会的示范项目,相关报道登上导航领域学术期刊《GPS WORLD》的封面。

  担任武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室主任后,由陈锐志主持的《高可用高精度室内智能混合定位与室内GIS技术》获得“十三五”国家重点研发计划项目立项。

  谈及这项围绕北斗的工作,陈锐志用“从室外到室内、从地面到天上”概括其研究设想。

  “目前,北斗尚无法做到室内定位,也无法离开地面CORS(卫星定位服务参考站)网络提供的实时厘米级高精度定位服务。”陈锐志解释道,“从室外到室内”是指把北斗的服务能力从室外拓展到室内,进而形成“室内外无缝”闭环;“从地面带到天上”是指通过“珞珈一号”试验卫星,探索将地面上的CORS基站搬到天上的可能。

  由于北斗信号无法穿透室内空间、室内定位精度低,陈锐志及其团队成员希望研发出基于音频的智能手机室内定位技术,以补齐北斗的这一短板。

  与目前广泛采用的蓝牙定位技术相比,这一音频定位技术的信号覆盖距离更远、测距精度更高,是目前世界上精度最高的定位技术。

  2021年9月23日,陈锐志团队研制的音频定位芯片正式发布,这也是全球首款基于RISC-V高精度音频测距技术的专用芯片。

  以赛促学育人自成一派

  在芬兰和美国工作期间,陈锐志培养了一批优秀的华人青年科学家,当他回到母校后,也把这批人才带回了祖国。

  回到母校后,陈锐志将许多时间用在了培养学生上。他通过武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室平台,着力创新本科人才模式,以科研优势反哺本科人才培养;设立“双一流”创新训练专项,资助对科研有浓厚兴趣、学有余力的本科生开展科研活动,鼓励学生进行跨学科、跨层次的合作研究。

  “本科阶段是科研兴趣培养的关键期,老师稍加引导就可能对学生产生深远的影响。在培养过程中,加强他们的原始创新能力是我的主发力点。”他说。

  “陈老师很重视培养我们的创新实践能力,鼓励我们自己搞小科技发明、设计自己的小产品。”陈锐志的学生对记者说。

  鼓励学生参加比赛,在“赛中学”是陈锐志独特的育人方式。

  2021年10月15日,第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛全国总决赛在江西南昌落幕,由陈锐志指导的学生团队斩获高教主赛道金奖。同时,其作为湖北省入围全国三强排位赛的队伍,创造了武汉大学在该项赛事中的优异成绩。

  “参加国际大赛是提升学生们发现问题、解决问题能力的好机会,能力提升比得奖更重要。”陈锐志说。

  此外,陈锐志还善用奖项激励学生进步。他设立了测绘遥感信息工程国家重点实验室原始创新奖,评审标准是科研成果的原始创新程度。实验室的5个研究方向各有一个获奖名额,分别奖励5万元,鼓励学生进行原始创新。

  “这个奖学金评定不是看论文,而是重点考查学生的研究思路,是否符合从0到1的原始创新要求。”陈锐志说,希望通过一流的环境培养一流的学生,最终推动学科发展,打造完整的原始创新生态链。