此時此刻,在距離地球數萬公裏的太空,56 顆北鬥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 " 北鬥 +" 到 "+ 北鬥 ",更多行業的新質生産力正在加速形成。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 "+ 北鬥 " 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 北鬥系統助力 " 海底穿針 "
這裏是深中通道的建設現場,這是一條橫亘在珠江口長 24 公裏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,和天上的北鬥衛星有着密不可分的聯系。
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,爲期兩年多。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 公裏長的它,分爲 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,準确放置進海底的基槽,然後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,一個月隻有兩個安裝時間窗口,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。
項目啓動時,恰逢北鬥系統投入使用。爲引入北鬥的力量,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、姿态清晰顯示在屏幕上。北鬥定位性能表現穩定而可靠,使得工程進展高質高效。
北鬥的應用不僅在海底。在四川的無人農場,300 畝水稻的收割工作,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,有效解決通航飛行器的空中通信問題;從共享單車到戶外徒步,北鬥應用更是滲入生活多個角落 ……
數據顯示,2022 年我國北鬥核心産業規模超過 1400 億元。
工業和信息化部部長 金壯龍:積極拓展北鬥在工業互聯網、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 " 北鬥 +" 新模式新業态,促進形成新質生産力。
北鬥系統:用 " 精度 " 重塑時空 用 " 引力 " 驅動未來
從 1994 年開始謀劃,到 2020 年北鬥三号全球衛星導航系統正式開通,北鬥導航用厚積薄發的實力,迅速成長爲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,北鬥有什麽技術優勢?北鬥的精準導航,又将如何指引未來的産業探索更多新質生産力?記者對中國工程院院士、北鬥技術應用和工程領域專家劉經南進行了采訪。
2023 年 5 月 17 日,第 56 顆北鬥導航衛星成功發射加入星座,這是北鬥三号工程的首顆備份衛星,此次發射也是北鬥三号工程高密度組網後,時隔 3 年的首發任務。運行 3 年來,北鬥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?
劉經南表示,北鬥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,北鬥系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,就足以開啓許多産業的變革。
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,但是什麽時候來救,怎麽救,想告訴你都沒法通信,而北鬥短報文是雙向的。由于有這樣的功能,現在北鬥被國際搜救衛星組織作爲國際标準參與國際搜救。
短報文功能與 5G 信号覆蓋結合後,又可以開啓多個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于地面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,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,進行超高精确程度的天氣預報。對天氣和災害數據的進一步采集、挖掘和開發,更能激發一系列産業領域的應用。