邓中亮教授作为项目负责人，在863项目“城市室内外高精度定位导航关键技术与服务示范”项目研讨会上介绍项目进展
2012年12月27日起，北斗卫星导航系统正式向亚太大部分地区提供区域服务。
随后，科技部将广域室内外高精度定位导航系统—羲和的示范应用和推广提上日程。2014年4月25日，羲和系统开始提供信号播发服务。
同是导航定位系统，既然已经有了北斗，为什么还要羲和？
“羲和系统是北斗系统应用的精细化和延伸，它解决的是北斗导航信号全方位服务到个人移动终端的‘最后一公里’问题。”我国北斗工程“羲和计划”室内导航方向研究组织者和带头人、北京邮电大学教授邓中亮在接受本刊采访时介绍。羲和的建设，将为北斗地面增强网的建设解决关键技术问题，使北斗系统实现高精度全空间服务能力成为可能，从定位、增强、地图和位置服务网等几个方面全面提升北斗的应用，为国家下一代经济发展提供有力支撑。
更为重要的是，羲和所提供的时间和空间基础信息，将使城市中所有的人和物品被实时动态定位，以更精确、丰满的大数据支撑信息化，进而融合形成位置服务大产业，渗透到国民经济的方方面面，改善甚至改变人们的日常生活。
邓中亮教授（右二）与外国同行在一起
十年磨剑走偏锋
对于邓中亮来说，2003年是有转折意义的一年。
这一年，他结束了美国南加利福尼亚大学高级访问学者研究，拒绝国外知名企业邀请，选择回国。
这一年，他立足自身在导航方面积累的丰厚基础，结合北邮的通信专长，确立了从通信角度研究定位导航的研究方向，并最终锁定广域室内外高精度定位技术。这是一个交叉领域研究方向，新鲜，富有挑战性，而如今邓中亮团队取得的成绩，离不开当初这个有点偏门的研究方向的确立。
那么，广域室内外高精度定位技术到底致力于解决怎样的问题？
—它属于导航与位置服务研究范畴，重点在于精准室内定位和室内外定位衔接。事实上，尽管世界上的四大卫星导航定位系统都可以对室外环境进行精准定位，却因为建筑物遮挡等原因对室内定位无能为力。但如今，智慧城市、物联网、移动互联等信息产业，以及应急救援、医疗监护等公共安全领域的发展都亟待解决室内定位难题。这是一个全世界都在研究却终未解决的难题。
要攻克这个难题，不仅要解决高精度室内定位，还要做到室内外无缝衔接、平滑过渡，涉及到一系列科学问题。邓中亮就选了这样一块硬骨头来啃。
做室内定位，卫星定位系统不能给予有效支持，以什么平台来构建是关键。经过广泛调查，邓中亮将目光锁定在移动通信网络上。“我国的移动通信网络基本全部覆盖，手机使用也非常方便，只要能做到高精度定位，那么能打电话的地方，就能定位。”这个设想是比较符合我国国情的，但邓中亮说，他们刚提出来的时候，很多人不看好，说太难了，实现不了。
确实太难了—通信网本身有一定的定位能力，但精度很差，要想办法让它具备连续跟踪测量的能力，而且测量精度要达到亚米级、分米级甚至厘米级。与此同时，还要保证两个大前提：不能影响通信网原本的通信业务和服务质量，不能增加新的频率资源以避免成本过高、可推广性差。
但他们还是决定试一试，这一试就是近十年。近十年间，从“能做吗”，到“做什么”，再到“怎么做”，最终到“可靠吗”“适用吗”，邓中亮带领团队一步一个脚印，大胆创新，锐意进取，完成了从不可能到可能的蜕变。
近十年间，他们成功突破了通信导航信号体制、地面非视距抑制、多径抗干扰、高精度测距、室内外无缝协同定位、星地组合以及导航通信一体化等多项关键技术瓶颈，提出了TC-OFDM（时分码分—正交频分复用）通信导航融合新体制，建立了天地一体无缝融合定位体系架构，研制了室内外无缝定位系统与服务平台，在国际上率先实现了水平优于3米、垂直优于1米的广域室内外高精度无缝定位，解决了北斗卫星导航系统的“最后一公里”问题。
邓中亮解释，TC是导航信号，OFDM是4G通讯信号，TC-OFDM就是把这两个信号有效融合起来，实现高精度导航与通信广播业务的共载。“你的导航信号覆盖比通信信号覆盖能力高出好几倍，但不能干扰通信信号，不能侵占它的业务信道，要保证足够强的室内覆盖能力，还得算出你的位置，这就是TC-OFDM解决的。”“这种室内覆盖的能力，GPS没有解决，伽利略、格洛纳斯也没有解决，而我们的北斗，现在已经可以提供很好的应用。”良好的示范应用效果，赢得了国内外专家的肯定。
2012年3月，基于TC-OFDM的广域室内外高精度定位系统在北京邮电大学通过了科学技术成果鉴定。由多名院士、专家组成的项目鉴定专家委员会一致认为该项目“在移动基站定位方面取得了重大突破，具有自主知识产权，总体技术达到国际领先水平”。
北斗重大专项总体专家组组长杨强文评价该项目：“突破了室内导航的关键技术，是导航技术自主创新的重要突破，可与北斗卫星导航系统进行综合应用，提升北斗产业应用竞争能力。”
国外同行专家评价项目“采用先进综合技术，获得了更高的定位精度和更低的能量损耗”，“将为位置服务提供更广泛的覆盖”。
邓中亮教授（前排右四）与学生们在一起
一念执着逐羲和
2012年，作为《导航与位置服务科技发展“十二五”专项规划》重大项目之一，羲和系统正式上马，其核心技术正是基于TC-OFDM的广域室内外高精度定位系统。
邓中亮介绍，羲和系统是基于北斗/GNSS、移动通信、广播和卫星通信等系统，采用协同实时精密定位技术，构建的广域室内外高精度定位导航系统，瞄准解决导航信号全方位服务到个人移动终端“最后一公里”问题，是北斗系统应用的精细化和延伸。
羲和，相传是我国上古时代时间历法的创始人。取名羲和，寓意义务向大众提供全空域、全时域、室内外无缝导航定位服务。
何为全空域、全时域、室内外无缝导航定位？邓中亮解释，这表示将来我们可以针对城市里所有的人、物品，进行实时的动态位置监测，无论它们在什么位置，以什么样的形态存在。
比如：你可以很快知道自己的孩子在什么地方，在停车场找到空余车位，在一个陌生的商场找到中意的品牌、餐厅或者电梯、卫生间、应急出口，而我们也可以在需要的时候，快速了解矿井、隧道等地下环境，迅速定位火灾、地震中需要救援的人……“羲和建设的最终目的在于打通定位信号、位置信息、个人消费的产业链条，使虚拟世界和现实世界更好地结合。”
如今，在TC-OFDM定位与通信融合技术的支撑下，羲和系统正充分依托我国正在建设的北斗系统和现有的移动通信网络、广播网络等各类通信资源，提供室外亚米级、城市室内优于3米的无缝定位导航服务和业务可控的亿级用户在线位置服务。值得一提的是，国外目前室内定位的最大精度仍停留在三四十米左右，而美国2013年“E911计划”的目标定位精度仅为60米。
2014年4月25日，北京中关村卫星导航与位置服务科技创新公共服务平台计划发布—在中关村5km2的核心区域，建成全球首个卫星导航与位置服务科技创新综合实验区，使中关村成为全球的卫星导航与位置服务创新创富高地。
这是羲和系统科技成果的一次成功落地。在这之前，邓中亮团队已经依托863课题“城市室内外高精度定位导航关键技术与服务示范”项目，完成多个室内外位置服务示范应用。他们积极推进芯片、模块、终端、基站等的研制和生产，并推动其在北上广等数十个城市和多个国家进行系统应用，为我国现代服务业开辟了建筑空间导航服务业的新的专业领域—
2011年，他们在北京邮电大学校园进行了示范应用，实现了基于基站的水平优于3米，垂直优于1米的校园高精度室内外无缝定位。
2011年，他们建立了基于位置的旅客个性化服务推动平台，并研制出中国第一款室内导航服务系统—寻鹿。系统部署应用于全国8个机场22个航站楼，提供室内精准定位及室内便捷导航，比如提供远程预约停车、找车等服务和相关商业推荐，给旅客带来贴心的出行体验。寻鹿的应用，提升了首都机场旅客满意度。事实证明，寻鹿的优越性能优于国内外同类技术，具有广阔的市场应用前景。
2012年，基于TC-OFDM的消防应急救援应用平台研制成功，并在天津完成了范围在60km2的应用示范项目建设。平台在天津高新区公安消防支队指挥中心投入使用后，消防指挥中心能精确掌握救援现场人员和设施分布、兵力部署等位置信息，可以指挥消防员高效、迅速地开展救援工作，极大提升了城市精确救援能力。前期示范测试结果表明，系统定位精度达到室内外水平精度优于3米、垂直精度优于1米，2013年底应用覆盖范围达到200km2，并开始逐步推广到天津市及全国范围。
同时，他们与其他团队合作完成了老年人关爱示范方案及基于AGPS的关爱终端产品设计并产品化，已量产做社区试点。
他们开发的局域管理系统被英国、韩国、美国、俄罗斯等国家采购应用，提供了应急指挥、紧急救援等支持。
在诸多良好示范应用的基础上，邓中亮所领导的羲和建筑空间导航团队，在国家的支持下，启动了羲和技术支撑的“北斗室内外位置服务基础平台”建设，预计2020年前覆盖全国城市及周边地区。届时，高标准、高精度、高质量的位置服务将成为我国现代化的重要标注。
目前邓中亮团队所开发的以寻鹿为代表的室内外位置服务应用平台，已经在上千个大型商场、文体场馆以及医院、学校、办公楼等部署应用，用户量突破6000万，大幅提升了大型建筑精细化管理与安全保障水平。与此同时，羲和系统在国土资源调查、精细农业、车辆监控与导航、实时位移监测等领域也取得了良好的应用效果。
在羲和的推动下，一个室内外高精度定位导航的新时代已经到来。
立足位置创未来
2014年4月，羲和系统科技成果合作对接会上，羲和系统室内外高精度定位导航信号正式播发，将支持相关芯片、模块、终端及关键设备的研制生产，使公众享受诸如车道级导航、米级室内定位等服务。
2014年11月22日，首款米级定位北斗手机亮相，应用的正是羲和芯片。随着羲和计划应用示范项目的进一步开展，羲和系统的功能日益完善，其应用范围更加广泛。北斗手机的出现，是羲和实实在在走近人们生活的又一例证。
邓中亮介绍：“目前，基于前期的科研成果，广域室内外高精度无缝定位芯片正在准备MPW（多项目晶圆），预计年底进行量产。届时，基于该芯片生产的定位终端会大量出现，更丰富的室内定位应用服务将会进行大规模的推广应用。”到那个时候，导航与位置服务业将催生更大的市场空间。
事实上，现在已经有更多的人看到了这个行业的无限发展前景。国家各个层面，社会各个行业，都在大力推动，积极部署，期望搭上导航与位置服务这个新兴行业所拉动的高速列车。
按照科技部对羲和系统的总体规划部署，2015年前，将在我国10个城市、3个行业开展羲和系统示范工程建设，并逐步向全国推广；开展在大众位置服务、交通出行服务、物联网、智慧城市、精准农业、应急救援等领域的应用示范；2020年，实现“百城亿户”的应用推广目标，通过提供高品质位置服务，提升市场容量，创新应用服务与商业模式，促进导航与位置服务产业发展。
目前，多个部委均已展开北斗地面增强网络建设相关的论证工作，为实现羲和系统“百城起步，亿户使用”的目标奠定了一定的基础。同时，在科技部的大力支持下，羲和系统的国际标准化工作正在展开，在未来几年内，羲和系统相关的广域室内外无缝定位技术标准有望进入国际标准体系。
北斗手机亮相的同一天，“羲和导航与位置服务产业技术创新联盟”宣布成立。联盟由科技部指导成立，汇聚了北京邮电大学、武汉大学、中国电信、中国联通、百度、腾讯、华为、中兴、泰斗微电子、合众思壮等多家从事导航与位置服务的相关单位。羲和联盟的成立旨在落实国家创新驱动发展战略，形成产学研一体化的创新体系，促进国家863计划科技成果的转化，推动导航与位置服务产业的自主创新和跨越式发展。
而在市场上，撇开基于位置服务的导航信息提供商高德软件、百度地图等积极融入不提，其他传统行业企业也已大刀阔马加入，以期抢占先机—中国电信、中国联通开展了定位信号及服务的示范；华为、长虹、合众思壮等企业开始研究将北斗信号接入手机应用中，并取得了良好进展；而其他诸如餐饮、电影、旅游、游戏、社交网络等行业也在蠢蠢欲动……
正如邓中亮所说，未来羲和系统的应用，将只受限于人们的想象力。