【SHAO科研在线】屋顶上的科学实验

  上海天文台坚持疫情防控和科研生产两手抓,在认真落实上级和当地疫情防控举措的前提下,围绕“抓基础、强攻关”的总体目标和要求,全台百余位科研人员坚守在科研一线,加快推进“十四五”规划各项任务。

SHAO科研在线:屋顶上的科学实验

  唐文杰,是上海天文台的一名博士研究生。从3月底开始,他和课题组的老师同学们在徐家汇园区天文综合楼的屋顶上开展了一场科学实验。

  “3月底的时候,我们在天文综合楼的屋顶上搭起了实验设备,进行了科研的实验。”唐文杰说,“这项实验是比较前期的、基础的、科学性的研究,目的是为了模拟‘城市峡谷’区域的精确定位导航。”他表示,目前的导航系统在办公楼、商场和隧道内部等室内外地形复杂区域的精确定位上还有提升的空间,而在屋顶上进行的科研实验,就是为了优化这些复杂区域的定位性能。

  “我们在屋顶的三角架上安装了两个天线,一个发射天线,一个接收天线,下面连接一个主机盒子。”唐文杰介绍,“这样的一套‘架子’就相当于一个卫星基站了。而要实现定位至少需要四个基站,我们就在屋顶另外的位置和园区楼下的小广场上也设置了这样的基站。团队的老师和同学也按照研究的要求,在园区内移动接收机,来模拟位置的变化,共同进行试验。”

  唐文杰还表示,这项试验最主要的目的是解决高程与平面相结合的定位与导航。“目前的系统,在解决地形复杂区域高程方向上的定位和导航还不是很精确。”他说,“我们的这个实验相当于在楼上楼下的不同地点放置了迷你型的‘卫星’,可以发射、接收与真实卫星相似的信号,再通过运控系统来处理这些数据,计算出目标在复杂地形中的精确位置。”他表示,目前实验的定位精度能够达到分米级,但团队成员还希望能够达到更高精度。但要达到更高精度,就需要配备更加专业的基站。“硬件上,我们还需要跟合作单位去进一步沟通,进行设计提升。”唐文杰说,“上海天文台的团队主要进行信息处理软件的开发设计,对测距信息进行高精度的数据处理。”

  但4月园区实行封控管理后,这项屋顶上的科学实验不得不暂时中断了。“我们虽然住在园区里,但也都封控在自己的宿舍里,没法出去做更多试验,也没法采集到更多数据了。”唐文杰表示,自4月以来,团队的工作重心转向了对算法的优化与创新上,用新算法、新设计对以往数据进行处理,来验证新设计的有效性。目前,在导师和课题组老师的指导下,该系统已经可以达到与现有定位导航系统相同量级的定位精度,初步证明了该系统的可行性。

团队的科研人员和研究生共同进行科学实验

上海天文台博士研究生唐文杰

 

科研人心语:“长安何处在?只在马蹄下”。环境越艰难困苦,就越需要坚定的毅力和信心。


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