此時(shí)此刻,在距離地球數萬(wàn)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(chē)導航、從野外救援到工程建設,精準、可靠的信息“對話(huà)”,不僅打破了時(shí)空的邊界,也激發(fā)了更多新的潛能。
從“北斗+”到“+北斗”,更多行業(yè)的新質(zhì)生產(chǎn)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(chǎng),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(wàn)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(cháng)24公里的橋隧綜合體特大工程。如何把雙向八車(chē)道的隧道放進(jìn)幾十米深的水下,和天上的北斗衛星有著(zhù)密不可分的聯(lián)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(cháng)、超寬雙向八車(chē)道的鋼殼混凝土沉管隧道。6.8公里長(cháng)的它,分為32個(gè)管節和最終接頭,分步安裝,每節沉管重量達8萬(wàn)噸。首先把巨型沉管運來(lái),準確放置進(jìn)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(jiàn)的水下,5厘米的安裝誤差量,對于長(cháng)160多米、寬46米、高10米的沉管來(lái)說(shuō)可以說(shuō)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(guò)大,工程就得全部暫停,進(jìn)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(huì )對工期造成一定影響,管節安裝的時(shí)間窗口比較寶貴,一個(gè)月只有兩個(gè)安裝的時(shí)間窗口,如果精調,船舶的使用、人力物力的使用都會(huì )造成一定的浪費。
項目啟動(dòng)時(shí),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(xiàn)和附近的參考基準站配合,對沉管進(jìn)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(tài)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(jìn)展高質(zhì)高效。
北斗的應用不僅在海底。在四川的無(wú)人農場(chǎng),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(chē)通過(guò)北斗定位實(shí)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(guò)北斗+5G的技術(shù),有效解決通航飛行器的空中通信問(wèn)題;從共享單車(chē)到戶(hù)外徒步,北斗應用更是滲入生活多個(gè)角落……
數據顯示,2022年我國北斗核心產(chǎn)業(yè)規模超過(guò)1400億元。
工業(yè)和信息化部部長(cháng) 金壯龍:積極拓展北斗在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)等新興領(lǐng)域應用,助力工業(yè)企業(yè)“智改數轉”,培育“北斗+”新模式新業(yè)態(tài),促進(jìn)形成新質(zhì)生產(chǎn)力。
北斗系統:用“精度”
重塑時(shí)空 用“引力”驅動(dòng)未來(lái)
從1994年開(kāi)始謀劃,到2020年北斗三號全球衛星導航系統正式開(kāi)通,北斗導航用厚積薄發(fā)的實(shí)力,迅速成長(cháng)為全球四大衛星導航系統之一。曾經(jīng)遠在天邊的夢(mèng)想,逐漸變成了近在眼前的現實(shí)。
相比國際上其他成熟的衛星導航系統,北斗有什么技術(shù)優(yōu)勢?北斗的精準導航,又將如何指引未來(lái)的產(chǎn)業(yè)探索更多新質(zhì)生產(chǎn)力?
2023年5月17日,第56顆北斗導航衛星成功發(fā)射加入星座,這是北斗三號工程的首顆備份衛星,此次發(fā)射也是北斗三號工程高密度組網(wǎng)后,時(shí)隔3年的首發(fā)任務(wù)。運行3年來(lái),北斗系統交出了一份怎樣的成績(jì)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(jīng)南表示,北斗全球高精度定位服務(wù)已有100多個(gè)國家使用,并得到多國專(zhuān)家委員會(huì )的共同驗證,穩定可靠。目前,北斗系統最高精度實(shí)時(shí)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(shí)間數據相結合,使得北斗提供的最基本的時(shí)空定位服務(wù),就足以開(kāi)啟許多產(chǎn)業(yè)的變革。
除了“基本功”扎實(shí),北斗還有許多“獨門(mén)絕技”,比如覆蓋全球的雙向短報文功能。也就是說(shuō),只要能連上北斗衛星,就能以收發(fā)短信的形式實(shí)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(wàn)個(gè)用戶(hù)同時(shí)并發(fā),單次可發(fā)約1000個(gè)漢字。
中國工程院院士 劉經(jīng)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(fā)報出去,但是什么時(shí)候來(lái)救,怎么救,想告訴你都沒(méi)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(kāi)啟多個(gè)技術(shù)空白領(lǐng)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(lǐng)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(shí)實(shí)現精準定位和實(shí)時(shí)圖像數據回傳,大大提升這一場(chǎng)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(fēng)浪、土壤濕度等數據,進(jìn)行超高精確程度的天氣預報。對天氣和災害數據的進(jìn)一步采集、挖掘和開(kāi)發(fā),更能激發(fā)一系列產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的應用。