对燕大北斗导航项目全体成员来说,哪怕负责电离层延迟修正建模的第一小组,也知道开发多路径误差抑制算法的困难程度,否则绝不会这么久都没有突破进展
以至于整个项目被海外媒体唱衰,不相信国内能研发出堪比gps的定位系统
但现在他们却听到,徐铭表示已编写出算法程序
且还是独立完成
任谁突然面对这样一个消息,都会说不出话来,难以判断真实情况
脑海中纷纷浮现出问号
按理说徐铭作为总工程设计师孙稼栋院士,点名要求参与燕大北斗项目的人,纵使在信院才只有硕士研究生的学历缺乏经验,但在这种周例会上应该不会无的放矢
毕竟科研是非常严谨的事情,绝不允许任何马虎
更不要说信口开河
不过徐铭如今刚成数学界新星,又在国际数论会议上作为焦点被顶尖学者关注
明显是对理论数学更加擅长,和应用算法关系不大
会议室约摸沉默了快五秒钟的时间,最终姚伟泽率先按耐不住,主动开口接起徐铭的话表达出自己的疑问
“徐师弟”
“你知道自己在说什么吗?”
先是沉声询问句,紧随其后语气缓和苦口婆心
“师兄明白你想帮忙,想尽快解决北斗卫星导航的城市峡谷定位漂移问题”
“可这不是算法课后的习题作业,需要长时间细致的研究打磨才行,师弟既然在数论领域取得成绩,那更应该专注理论数学继续深耕”
他这这番话倒不是有意排挤,完全以自己的视角给师弟合理的建议
每个人学习的时间有限,同时去研究不同学科,必然会导致精力分散
眼下明知道理论数学是条金光大道,那怎么看都应该去专心研究才对
徐铭将姚师兄的话悉数听完,对此却并未在意
只能说天才之间亦有差距
普通人永远不知道,真正的天才会有多么妖孽,自然也就想象不到
然还没等他开口应声,旁边的郭昊强,却像是想到什么突然提出不同看法
“姚师兄”
“之前我们参加奥运场馆定位项目,徐师弟仅用一晚便编写出曲率补偿模型,成功解决掉鸟巢全钢结构的信号反射问题”
“他在编程算法的天赋,不比理论数学差”
那天晚上徐铭独自撰写曲率补偿模型,毫无疑问给他留下了深刻印象
作为信院博士生,他首次被本科生打击到,心中只剩下挫败和无力感
“小徐的编程算法天赋确实不比数学差,当初也正是因为这点我才跑去数院挖的人”许崇兴这时淡然出声对自己学生的话给予肯定
“许教授”
姚伟泽扭过头讲道:
“关于那篇无线通信汇刊的论文,我也研究过,徐师弟确实很有算法天赋”
“但城市峡谷的卫星定位信号漂移,难度可要比鸟巢的钢结构反射高出太多了”
坐在主座位置的黄运良教授,把几人的话听完,最终目光落在徐铭身上
“编程算法与数学本就是相辅相成,天赋和能力没有什么差别高低”
表态这么一句,然后抛出新的话题
“既然小徐已开发出多路径误差抑制算法,那就先和大家讲下整个解决思路”
“好的黄教授”徐铭闻言点点头
话落
当即认真讲述起来
“城市峡谷中卫星信号经建筑物多次折射,从而导致接收机定位漂移”
“根据前期的测试数据,最大误差可达到五十米”
“在详细研究后,我想到了源自计算机神经网络的深度学习概念,尝试通过对这种不同路径信号产生的相位误差进行学习估计和补偿”
“依靠物理模型和深度学习,建立端到端学习框架”
“最终借助这种多径相位误差学习,能够对多径引起的测距误差进行补偿,从而达到提高定位精度的目的”
“对于这多径相位误差学习算法,利用载波相位残差构建多路径地图库后,我想应能大幅度减少漂移,让北斗在城市峡谷中依旧保持定位精准”
徐铭虽然讲的很快,但内容却是十足干货,很快吸引在场所有人注意力
且神情都无比认真
如果说刚才大家都表示怀疑,不认为徐铭在参加完国际数论会议后,能够编写出多路径误差抑制算法
可现在却是哑口无言,根本找不到反驳理由
能够加入到燕大北斗导航项目,主要负责算法这块内容的开发编写
谁也不是半桶水晃荡
怎么可能听不出,徐铭这番话的含金量,在编程算法上确实有着很高水准
因此心里面不由萌生出一个大胆念头
难道徐铭真完成了误差抑制算法?
姚伟泽更是心中大惊,整个人陷入思索状
消化徐铭所讲内容的同时,口中暗自重复低喃,仿佛有什么迷障被冲开
眼睛显得越来越亮
“多径相位误差学习算法……学习……”
大概十多秒的时间过去,他突然抬起视线,望向徐铭惊呼询问句
“徐师弟”
“你对深度学习概念也有研究?”
深度学习概念最早源于三十多年前,在教育心理学领域被首次提出
直到前年才正式命名和突破
由海外团队提出深度信念网络及逐层训练方法,其论文发表在《科学》学术期刊杂志上
徐铭正是研究了这篇论文,才想到把深度学习概念应用到多路径误差抑制问题上面
编写出多径相位误差学习算法,并借助参数直觉能力训练调试参数
面对姚伟泽的问题,他未作迟疑点头给出肯定回答
“先前研究过相关文献资料”
与此同时第二小组成员,脸上神情肉眼可见的变得激动兴奋起来
毕竟从现在的情况来看,关于多路径误差抑制,很有可能真的会出现突破
这对整个北斗卫星导航项目都是好事
许崇兴也满是意外之喜,本想着徐铭受邀去参加国际数论会议,眼看在国际数学界闯出名堂,只怕以后重心也会更加偏向理论数学
说不定两个学院联合培养方案,都要名存实亡
结果谁能想到,连七月份都没过完,徐铭就给了他这么大的一个惊喜
念头停留在这里,忙忍不住追问起来
“小徐”
“你什么时候开始研究这多径相位误差学习算法的?”
“从上半年吧,过程中废除了几个方向,参加完国际数论会议回来才把参数调试好”徐铭想了想如实回答
姚伟泽闻言失声道:“徐师弟不用考虑报告内容吗?”
“多尺度解析筛法的动态优化,我早就有了想法直接进行报告就行”
伴随着徐铭的话音落下,大家再次张大嘴,表情完全怔住不知该说什么好
被全球数论领域顶尖专家认可,重新引起数论界各类猜想难题关注度的报告,在徐铭口中竟如此轻描淡写
不知道能让多少数论学者哭晕过去
人和人之间的差距也太大了吧
已然不单是鸿沟
会议进行到这里,大家哪还按耐的住,只想赶紧看到这多径相位误差学习算法
对此徐铭倒没有卖关子,当即便直接在会议室内演示起算法程序代码
以往为了避免影响大家的工作,周例会召开的时间基本不会超过一个小时,可今天不知不觉就来到上午十点
好在包括黄运良个许崇兴两位教授在内,大家脸上都洋溢着欣喜之色
俨然对徐铭的多径相位误差学习算法非常看好
最终黄运良不再耽误时间,率先拍板决定立刻启动燕大的四级验证机制,确保此算法的可靠性并进一步优化
“孙总设计师,已经问询过几次算法情况”
“眼下国际舆论对我们不利,确实不能再耽误,从今天开始便着手验证”
“争取尽快能向上面汇报好消息”
“让海外媒体知道,咱们北斗导航系统是靠谱的”
国内选择搭建自家的卫星定位系统,毫无疑问要和全球知名的gps分庭抗礼
除满足自身需求外,还关系到海外其他国家的订单
自然要展现出北斗导航的优势,让海外媒体找不到借口抹黑诋毁
大家把黄教授的话全部听完,心里不由涌现出斗志昂扬的情绪,没任何停顿便斩钉截铁给出保证
“我们一定用最短时间完成任务”
就这样
接下来的时间,黄运良和许崇兴两位教授,亲自带领第二小组进入仿真暗室展开验证
……
根据燕大的四级验证机制,首先便是在理科楼搭建出北斗信号模拟暗室,能够生成城市峡谷和电离层爆场景
徐铭作为多径相位误差学习算法开发者,同样担任起测试验证任务
尽管他对自己的算法充满信心,但实际验证究竟能达到一个怎么样的数据,却暂时还属于未知数,要说没有半点好奇心那绝对是假的
“开始构建数字孪生场景……”
“环球金融中心等建筑的3d激光点云,成功转化为电磁模型”
“注入动态干扰,模拟黄浦江波浪,反射信号时延抖动±50ns”
……
北斗算法实验室仿真暗室,黄运良有条不紊,下达着各项指令
作为主要执行者的姚伟泽等人,则集中注意力操作
至于站在决策控制层屏幕前的徐铭,目光却暂时投在周围的环境中
眼中流露出感兴趣之色
他还是头一回来这里,经过许崇兴的介绍,才算有相对了解的认知
整个仿真平台,包括全链路数字孪生+硬件在环
通过四层递进测试,逼近真实太空和城市环境,由空间星座模拟器和城市环境模拟器,以及电离层干扰模拟器与终端运动模拟器
随着数字孪生城市场景生成完毕,进入到信号物理仿真阶段
依靠直射信号与反射信号在暗室中叠加,通过公式生成干扰
其中时延由机械臂控制反射板位置动态调整
待前期准备工作完成后,黄运良才扭头把目光看向旁边的徐铭下达指令
“开始吧小徐,接入你的多径相位误差学习算法,进行算法实时对抗”
“好的黄教授”徐铭点头回答
下秒立刻着手操作,将算法接入进行动态纠偏
值得一提的是,燕大卫星导航算法仿真实验室,不仅是技术验证
更是导航算法的极限训练场
通过十二万组苛刻场景测试,最大程度确定算法的表现效果
甚至总装部前来评估后,认为此仿真实验室,能够将北斗测试周期缩短数倍
大幅度节省经费
为此学界曾流传一句话,燕京大学的卫星算法暗室不是实验室,而是国产导航武器的淬火炉
“整个流程为12个小时的压力测试,具体数据如何要等晚上才能知晓”
“怎么样?”
“对你的算法有没有信心?”
黄运良见到算法测试步入正轨,暂时松了口气,脸上堆出笑容和徐铭搭话
徐铭把这句话听进耳中,暂时停下手上动作,抬头沉声回应句
“应该没问题”
“如果你的算法能征服仿真实验,等真到了城市实测那便是它的阅兵场”许崇兴这时也没沉默跟在两人后面特意补充上一句
徐铭知道燕大的四级验证机制,除仿真实验室的十二个小时压力测试外,还包括野外实地测试,以及在轨卫星数据对此和通过国内卫星导航定位检测中心认证
不过以仿真实验室的测试强度和复杂,只要得出的定位精度数据达标
基本便足以确定算法可行
另外三级验证也就和走个过场差不多
之后的时间,大家依旧不敢有丝毫松懈,全程紧盯着实验室内各项设备数据
确保测试结果准确
转眼来到晚上
在经历了十二个小时的压力测试后,众人此刻都难掩激动和兴奋
迫切想知道最终的数据
“各项数值如何?”
黄运良目光牢牢盯着姚伟泽,待其拿起打印出的测试结果报告后,立刻就脱口放声追问起来
闻言姚伟泽自是不敢有任何迟疑,忙垂下目光认真查看上面的数值
并直接大声朗诵出来
“静态定位精度,水平0.21米,高程0.85米”
“动态定位精度,水平0.65米,高程1.26米”
“首次定位时候38秒”
“多路径抑制比20.3db”
“信号遮挡率达到百分之九十时,定位精度仍保持在0.8米左右”
姚伟泽依次念着这些数值,到后面声音都忍不住开始有些颤抖
情绪完全被激动和振奋所包裹
作为第二小组名义上组长,他们可不是首次进行卫星定位仿真模拟验证
但之前所得到的数据,全部都只能用四个字形容
惨不忍睹
静态水平定位精度直接五米开外
现在面对这样的数据,心情怎么可能不会好
甚至不单单是他,黄运良和许崇兴两人,都不免被这个数据吓了跳
“我勒个乖乖,这个数据可是已经超过,gps对外公布的定位精度”
“好啊”
“小徐的多径相位误差学习算法堪称完美”
黄运良深吸一口气,在给出很高的一句评价后,立刻把视线聚焦在徐铭身上
“简直不可思议”
“你竟能把算法优化到这种程度,若换做第二小组全体成员去做这件事,恐怕都是非常大的工作量”
他听完徐铭对算法的讲解后,确实产生了信心,认为结合深度学习概念非常可行
可万万没想到,测试出来的定位精度数据,竟高的令人感到心惊
要知道能优化到这种程度的算法,需不断调试相关参数多次运行实验才行
结果徐铭却做到了
徐铭面对这样的测试结果,虽早有所准备,心里也不免为此高兴
至于面对黄运良教授的询问,他想了想开口回答
“我是根据海量的数据,快速判断出参数产生微小变化对整个算法性能的潜在影响方向,从而对参数进行相应的调试优化”
“多径相位误差学习算法能有这种效果,也同样超出我的预计”
“看来你对数值较为敏感,确实适合编写算法”黄运良点点头若有所思
话音才刚刚落下,随即又同许崇兴交流起来
“老许”
“你的眼光确实不错,怪不得连孙总设计师都要主动让小徐加入项目”
“这个数院的墙角挖的好啊”
“徐铭的天赋比较全面,整个燕大都无出其右”许崇兴笑容满面毫不吝啬自己的称赞
黄运良则摇头补充
“别说是燕大了,全国只怕都找不到第二个”