8萬噸隧道沉管毫米級對接 北鬥係統助力“海底穿針”
此時此刻,在距離地球數萬(wan) 公裏的太空,56顆北鬥導航係統衛星正在運行。從(cong) 手機定位到汽車導航、從(cong) 野外救援到工程建設,精準、可靠的信息“對話”,不僅(jin) 打破了時空的邊界,也激發了更多新的潛能。
從(cong) “北鬥+”到“+北鬥”,更多行業(ye) 的新質生產(chan) 力正在加速形成。今天,我們(men) 就一起到珠江口特大工程——深中通道的建設現場,去看看重大工程是如何用“+北鬥”的力量,完成“海底穿針”這道難題的。
8萬(wan) 噸隧道沉管毫米級對接
北鬥係統助力“海底穿針”
深中通道,一條橫亙(gen) 在珠江口長24公裏的橋隧綜合體(ti) 特大工程。如何把雙向八車道的隧道放進幾十米深的水下,和天上的北鬥衛星有著密不可分的聯係。
張超是深中通道項目負責測量管理的工程師,全程參與(yu) 了沉管隧道安裝工作,為(wei) 期兩(liang) 年多。這是世界上第一條特長、超寬雙向八車道的鋼殼混凝土沉管隧道。6.8公裏長的它,分為(wei) 32個(ge) 管節和最終接頭,分步安裝,每節沉管重量達8萬(wan) 噸。首先把巨型沉管運來,準確放置進海底的基槽,然後使它與(yu) 前麵的管節嚴(yan) 絲(si) 合縫地首尾對接,還要安全使用100年。
在看不見的水下,5厘米的安裝誤差量,對於(yu) 長160多米、寬46米、高10米的沉管來說可以說是“穿針繡花”。如果定位不準或精度不足,造成管節安裝偏差過大,工程就得全部暫停,進行“精調”。
中交一航局深中通道項目部測量管理中心副主任 張超:一旦精調,會(hui) 對工期造成一定影響,管節安裝的時間窗口比較寶貴,一個(ge) 月隻有兩(liang) 個(ge) 安裝的時間窗口,如果精調,船舶的使用、人力物力的使用都會(hui) 造成一定的浪費。
項目啟動時,恰逢北鬥係統投入使用。為(wei) 引入北鬥的力量,團隊在陸上、海上、沉管上反複做了上千次試驗驗證,最終形成方案,由船上的北鬥衛星天線和附近的參考基準站配合,對沉管進行差分定位,精度可達毫米級。入水後,沉管隧道在水下的位置、姿態清晰顯示在屏幕上。北鬥定位性能表現穩定而可靠,使得工程進展高質高效。
北鬥的應用不僅(jin) 在海底。在四川的無人農(nong) 場,300畝(mu) 水稻的收割工作,用搭載北鬥設備的收割機,隻要在手機上操作就能搞定;在山洞中穿行的火車通過北鬥定位實現全程安全防控,有效避免了鐵路安全事故;在低空飛行的航空器,通過北鬥+5G的技術,有效解決(jue) 通航飛行器的空中通信問題;從(cong) 共享單車到戶外徒步,北鬥應用更是滲入生活多個(ge) 角落……
數據顯示,2022年我國北鬥核心產(chan) 業(ye) 規模超過1400億(yi) 元。
工業(ye) 和信息化部部長 金壯龍:積極拓展北鬥在工業(ye) 互聯網、物聯網、車聯網等新興(xing) 領域應用,助力工業(ye) 企業(ye) “智改數轉”,培育“北鬥+”新模式新業(ye) 態,促進形成新質生產(chan) 力。
北鬥係統:用“精度”
重塑時空 用“引力”驅動未來
從(cong) 1994年開始謀劃,到2020年北鬥三號全球衛星導航係統正式開通,北鬥導航用厚積薄發的實力,迅速成長為(wei) 全球四大衛星導航係統之一。曾經遠在天邊的夢想,逐漸變成了近在眼前的現實。
相比國際上其他成熟的衛星導航係統,北鬥有什麽(me) 技術優(you) 勢?北鬥的精準導航,又將如何指引未來的產(chan) 業(ye) 探索更多新質生產(chan) 力?
2023年5月17日,第56顆北鬥導航衛星成功發射加入星座,這是北鬥三號工程的首顆備份衛星,此次發射也是北鬥三號工程高密度組網後,時隔3年的首發任務。運行3年來,北鬥係統交出了一份怎樣的成績單?導航衛星的“基本功”定位精度,究竟如何?
中國工程院院士劉經南表示,北鬥全球高精度定位服務已有100多個(ge) 國家使用,並得到多國專(zhuan) 家委員會(hui) 的共同驗證,穩定可靠。目前,北鬥係統最高精度實時處理可到厘米級、事後處理可到毫米級,精準的定位與(yu) 其精準的時間數據相結合,使得北鬥提供的最基本的時空定位服務,就足以開啟許多產(chan) 業(ye) 的變革。
除了“基本功”紮實,北鬥還有許多“獨門絕技”,比如覆蓋全球的雙向短報文功能。也就是說,隻要能連上北鬥衛星,就能以收發短信的形式實現星地之間的雙向通信。在亞(ya) 太地區,通信容量可以供1000多萬(wan) 個(ge) 用戶同時並發,單次可發約1000個(ge) 漢字。
中國工程院院士 劉經南:國際搜救衛星組織通信功能是單向的,比如我要搜救,我發報出去,但是什麽(me) 時候來救,怎麽(me) 救,想告訴你都沒法通信,而北鬥短報文是雙向的。由於(yu) 有這樣的功能,現在北鬥被國際搜救衛星組織作為(wei) 國際標準參與(yu) 國際搜救。
短報文功能與(yu) 5G信號覆蓋結合後,又可以開啟多個(ge) 技術空白領域的新應用,如低空通信。現今在300米到3000米之間的通用航空領域廣泛采用基於(yu) 地麵導航台的單向廣播式通信,而“北鬥+5G”可以同時實現精準定位和實時圖像數據回傳(chuan) ,大大提升這一場景的便利性和安全性。
此外,北鬥還具備遙感功能的潛力,利用導航下行電磁波的折射或漫反射遙感,可以感知大氣水汽、海洋湖泊、風浪、土壤濕度等數據,進行超高精確程度的天氣預報。對天氣和災害數據的進一步采集、挖掘和開發,更能激發一係列產(chan) 業(ye) 領域的應用。
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