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8萬噸隧道沉管毫米級對接 北斗系統助力“海底穿針”
時間: 2023年10月31日08:33         

  此時此刻,在距離地球數萬公里的太空,56顆北斗導航系統衛星正在運行。從手機定位到汽車導航、從野外救援到工程建設,精準、可靠的信息“對話”,不僅打破了時空的邊界,也激發了更多新的潛能。

  從“北斗+”到“+北斗”,更多行業的新質生產力正在加速形成。今天,我們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“+北斗”的力量,完成“海底穿針”這道難題的。

  8萬噸隧道沉管毫米級對接

  北斗系統助力“海底穿針”

  深中通道,一條橫亙在珠江口長24公里的橋隧綜合體特大工程。如何把雙向八車道的隧道放進幾十米深的水下,和天上的北斗衛星有著密不可分的聯系。

  張超是深中通道項目負責測量管理的工程師,全程參與了沉管隧道安裝工作,為期兩年多。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公里長的它,分為32個管節和最終接頭,分步安裝,每節沉管重量達8萬噸。首先把巨型沉管運來,準確放置進海底的基槽,然后使它與前面的管節嚴絲合縫地首尾對接,還要安全使用100年。

  在看不見的水下,5厘米的安裝誤差量,對于長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,會對工期造成一定影響,管節安裝的時間窗口比較寶貴,一個月只有兩個安裝的時間窗口,如果精調,船舶的使用、人力物力的使用都會造成一定的浪費。

  項目啟動時,恰逢北斗系統投入使用。為引入北斗的力量,團隊在陸上、海上、沉管上反復做了上千次試驗驗證,最終形成方案,由船上的北斗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。入水后,沉管隧道在水下的位置、姿態清晰顯示在屏幕上。北斗定位性能表現穩定而可靠,使得工程進展高質高效。

  北斗的應用不僅在海底。在四川的無人農場,300畝水稻的收割工作,用搭載北斗設備的收割機,只要在手機上操作就能搞定;在山洞中穿行的火車通過北斗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,通過北斗+5G的技術,有效解決通航飛行器的空中通信問題;從共享單車到戶外徒步,北斗應用更是滲入生活多個角落……

  數據顯示,2022年我國北斗核心產業規模超過1400億元。

  工業和信息化部部長 金壯龍:積極拓展北斗在工業互聯網、物聯網、車聯網等新興領域應用,助力工業企業“智改數轉”,培育“北斗+”新模式新業態,促進形成新質生產力。

  北斗系統:用“精度”

  重塑時空 用“引力”驅動未來

  從1994年開始謀劃,到2020年北斗三號全球衛星導航系統正式開通,北斗導航用厚積薄發的實力,迅速成長為全球四大衛星導航系統之一。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系統,北斗有什么技術優勢?北斗的精準導航,又將如何指引未來的產業探索更多新質生產力?

  2023年5月17日,第56顆北斗導航衛星成功發射加入星座,這是北斗三號工程的首顆備份衛星,此次發射也是北斗三號工程高密度組網后,時隔3年的首發任務。運行3年來,北斗系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,北斗全球高精度定位服務已有100多個國家使用,并得到多國專家委員會的共同驗證,穩定可靠。目前,北斗系統最高精度實時處理可到厘米級、事后處理可到毫米級,精準的定位與其精準的時間數據相結合,使得北斗提供的最基本的時空定位服務,就足以開啟許多產業的變革。

  除了“基本功”扎實,北斗還有許多“獨門絕技”,比如覆蓋全球的雙向短報文功能。也就是說,只要能連上北斗衛星,就能以收發短信的形式實現星地之間的雙向通信。在亞太地區,通信容量可以供1000多萬個用戶同時并發,單次可發約1000個漢字。

  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,但是什么時候來救,怎么救,想告訴你都沒法通信,而北斗短報文是雙向的。由于有這樣的功能,現在北斗被國際搜救衛星組織作為國際標準參與國際搜救。

  短報文功能與5G信號覆蓋結合后,又可以開啟多個技術空白領域的新應用,如低空通信?,F今在300米到3000米之間的通用航空領域廣泛采用基于地面導航臺的單向廣播式通信,而“北斗+5G”可以同時實現精準定位和實時圖像數據回傳,大大提升這一場景的便利性和安全性。

  此外,北斗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,更能激發一系列產業領域的應用。(央視財經)

編輯:吳若淇

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