城市无缝定位系统
精准可靠的实时导航方案
智慧城市令人联想到什么？无人驾驶汽车？自动监察交通和建筑地盘的无人机？这些都对。然而除此之外，还有一项技术大家未必想得到，却是实现这些智慧功能的先决条件，那就是精准度高、稳定可靠的城市定位和导航系统。大家对全球定位系统(GPS)大概不会陌生，甚至经常用它寻找目的地，但在大厦林立的闹市，如香港的中环或旺角，卫星信号常被建筑物阻挡或反射，令GPS的误差可能超过一百米。那就是说，GPS不一定能给你最精确的定位，有时只能把你带到目的地附近的地方。
多走一个街口没有甚么大不了，但对智慧城市的应用功能来说，却是差之毫厘，谬以千里，所以精准的定位系统是至关重要的。举例说，无人驾驶汽车要维持在车道上行驶，定位就不能超出既定路线的10至20厘米范围；无人机的定位亦要有30厘米左右的精准度，才能于密集的建筑物之间安全地穿梭。有见及此，土地测量及地理资讯学系的陈武教授率领团队，为高楼密集的城市中心研发城市无缝定位系统，成功克服卫星信号受阻的难题。通过此系统，智能手机定位的精准度保持在10米以内，而特定专业接收器的定位精准度则在10厘米以内。加上强大的云端伺服器，系统可实时更新定位数据，以支持各式各样的智慧城市功能。
集众卫星导航系统之大成
由理大团队开发的系统融合了多个全球卫星导航系统(GNSS)的数据、三维城市建模技术和从智能手机传感器收集的数据，从而提升准确度。陈教授指：「要准确地定位，就要接收最少四个卫星发出的信号，而且最好是直达的信号，也就是说，卫星信号最好能直达接收装置，两者之间没有任何障碍物。但在高楼林立的市中心，这是谈何容易的事情。若定位系统能跨越不同的GNSS平台，则可增加接收卫星信号的机会。」
目前全球有四大主要GNSS系统，分别是中国的北斗、美国的GPS、欧洲的Galileo和俄罗斯的GLONASS。我们最常用的GPS约有30个卫星，若我们可同时使用四个系统，卫星的数目将跳升至100个以上，那相等于接收到直线卫星信号的机会增加两倍以上，这是该系统能如此准确的原因之一。
解决市区独有的多路径问题
另一方面，城市中心的摩天建筑会导致多路径问题。「如果信号不能由卫星直达接收装置，而是被当地的大型结构反射或绕射，信号的路径就会被延长，增加误差，这称为多路径问题。」陈教授补充道：「问题在于如何辨别被反射的信号和直达的信号。」于是团队参考记录了香港每栋建筑物的形状和高度的三维城市模型，计算出每个位置可以接收到哪些卫星的直达信号，以及哪些卫星经间接反射或衍射的信号，从而修正测量的距离，提升准确度。
巧妙运用智能手机传感器
最后，原来人人都可为提升城市无缝定位系统的准确度出一分力，因为我们都随身携带强大的微型电脑，那就是我们的智能手机。「智能手机内置多种实用的传感器，例如陀螺仪、加速度计、磁力计、惯性测量单元等；而手机的计步器亦可辅助其他定位方法，让位置估算变得更准确。」假设一个区域内有多部智能手机，而它们各自不停收集数据，所累积的大量资料，如行人步速、方向、位置等，都能大大提升导航系统的准确度。
2018年6月，城市无缝定位系统夺得香港智慧城市大奖(智慧出行组别)。
