央视网消息:此时此刻,在距离地球数万公里的太空,56颗北斗导航系统卫星正在运行。从手机定位到汽车导航、从野外救援到工程建设,精准、可靠的信息“对话”不仅打破了时空的边界,也激发了更多新的潜能。
从“北斗+”到“+北斗”,更多行业的新质生产力正在加速形成。我们就一起到珠江口特大工程——深中通道的建设现场,去看看重大工程是如何用“+北斗”的力量,完成“海底穿针”这道难题的。
总台央视记者苏童:这里是深中通道的建设现场。这是一条横亘在珠江口的长24公里的桥隧综合体特大工程,我现在所在的位置是在已经合龙的伶仃洋大桥高270多米的桥塔顶端,从这里可以非常清晰地俯瞰到整个工程的施工进度。比如,现在在我们正下方就在进行桥面的施工,而在东侧的不远处,我们看到大桥从海面上消失了,连接着它的是一条长达6公里多的海底隧道,也在今年实现合龙,为11月的主线贯通打下坚实基础。如何把双向八车道的隧道放进几十米深的水下?这和天上的北斗卫星有着密不可分的联系。
中交一航局深中通道项目部测量管理中心副主任张超:这个是北斗导航系统一个主机的天线盘,主要是用来接收卫星(定位信号),我们一共有6台设备,有4台用于管节安装。
张超是深中通道项目负责测量管理的工程师,全程参与了沉管隧道安装工作,为期两年多。这是世界上第一条特长、超宽双向八车道的钢壳混凝土沉管隧道。6.8公里长的它分为32个管节和最终接头,分步安装,每节沉管重量达8万吨。首先把巨型沉管运来,准确放置进海底的基槽,然后使它与前面的管节严丝合缝地首尾对接,还要安全使用100年。
中交一航局深中通道项目部测量管理中心副主任张超:这么大的构件,航母级排水量的沉管,如果定位精度达不到这么高,安下去之后一个什么样的结果大家是不可预知的,管节安装的精度要求正负5厘米。
在看不见的水下,5厘米的安装误差量对于长160多米、宽46米,还有10米高的沉管来说可以说是“穿针绣花”。如果定位不准或精度不足,造成管节安装偏差过大,工程就得全部暂停,进行精调。
中交一航局深中通道项目部测量管理中心副主任张超:一旦精调,会对工期造成一定的影响。管节安装的窗口(期)比较宝贵,一个月只有两个安装窗口。如果精调的话,这个船舶的使用、人力物力使用都会造成一定浪费。
项目启动时,恰逢北斗系统投入使用。为引入北斗的力量,团队在陆上、海上、沉管上反复做了上千次试验验证,最终形成方案,由船上的北斗卫星天线和附近的参考基准站配合,对沉管进行差分定位,精度可达毫米级。入水后,沉管隧道在水下的位置、姿态清晰显示在屏幕。北斗定位性能表现稳定而可靠,使得工程进展高质高效。
中交一航局深中通道项目部测量管理中心副主任张超:50%的管节已经达到毫米级的对接,安装的精度远高于正负5厘米的要求的。到目前为止,我们就没有做过(精调)这道工序。北斗卫星导航系统这么高精度、高稳定性、高可靠性的系统,大大地提高了我们的生产力。
北斗的应用不只在海底。在四川的无人农场,300亩水稻的收割工作用搭载北斗设备的收割机,只要在手机上操作就能够搞定;在山洞中穿行的火车通过北斗定位实现全程安全防控,有效避免了铁路安全事故;在低空飞行的航空器,通过“北斗+5G”的技术有效解决通航飞行器的空中通信问题;从共享单车到户外徒步,北斗应用更是渗入生活多个角落……数据显示,2022年,我国北斗核心产业规模超过1400亿元。
工业和信息化部部长金壮龙:积极拓展北斗在工业互联网、物联网、车联网等新兴领域应用,助力工业企业“智改数转”,培育“北斗+”新模式新业态,促进形成新质生产力。
北斗系统:用“精度”重塑时空 用“引力”驱动未来
从1994年开始谋划,到2020年北斗三号全球卫星导航系统正式开通,北斗导航用厚积薄发的实力,迅速成长为全球四大卫星导航系统之一,曾经远在天边的梦想逐渐变成了近在眼前的现实。
相比国际上其他成熟的卫星导航系统,北斗有什么技术优势?北斗的精准导航又将如何指引未来的产业探索更多新质生产力?来看记者对中国工程院院士、北斗技术应用和工程领域专家刘经南的采访。
2023年5月17日,第56颗北斗导航卫星成功发射加入星座,这是北斗三号工程的首颗备份卫星,此次发射也是北斗三号工程高密度组网后,时隔3年的首发任务。运行3年来,北斗系统交出了一份怎样的成绩单?导航卫星的“基本功”定位精度究竟如何?
中国工程院院士刘经南:我们在全球五大洲也测了几十个站,都优于5米,在亚太地区实现精密的单点定位可以达到几个厘米到一个分米左右的精度,这个服务说明“中国的北斗,世界的北斗,一流的北斗”这个口号,现在已经变成事实。
刘经南表示,北斗全球范围内高精度定位服务已由全球100多个国家使用,并得到多国专家委员会的共同验证,稳定可靠。目前,北斗系统最高精度实时处理可到厘米级、事后处理可到毫米级,精准的定位与其精准的时间数据相结合,使得北斗提供的最基本的时空定位服务就足以开启许多产业的变革。
中国工程院院士刘经南:5G号称比4G的时间标准要高得多,给用户的延时号称是1个毫秒。北斗的精准时间任意两地他们的时间同步可以达到1个纳秒,1个纳秒是10亿分之一秒。对于将来工业远程控制(有重要意义),比如开刀、车联网(延时),1毫秒不能保证车子的安全的,因为1毫秒,车子就走了3个多厘米。
除了“基本功”扎实,北斗还有许多“独门绝技”。比如,覆盖全球的双向短报文功能。也就是说,只要能连上北斗卫星,就能以收发短信的形式实现星地之间的双向通信。在亚太地区,通信容量可以供1000多万个用户同时并发,单次可发约1000个汉字。
中国工程院院士刘经南:(国际搜救卫星组织)通信是单向的,就是我要搜救,我发报出去,但是什么时候来救,怎么救,想告诉你都没法通信,而我们短报文是双向的。由于这样的功能,现在北斗被作为国际标准参与国际搜救。
短报文功能与5G信号覆盖结合后,则又可以开启多个技术空白领域的新应用,如低空通信。现今在300米—3000米之间的通用航空领域广泛采用基于地面导航台的单向广播式通信,而“北斗+5G”可以同时实现精准定位和实时图像数据互传,大大提升这一场景的便利性和安全性。此外,北斗还具备遥感功能的潜力,利用导航下行电磁波的大折射或漫反射遥感,可以感知大气水汽、海洋湖泊、风浪、土壤湿度等数据,进行超高精确程度的天气预报。对天气和灾害数据的进一步采集、挖掘和开发,更能激发一系列产业领域的应用。
中国工程院院士刘经南:北斗它是多技术本身融合在一体的,现在北斗应用开发已经是规模化、普遍化,已经深入到各个行业和各个区域的发展中。所以,“北斗+”“+北斗”,我觉得,就是新质生产力。
原标题:从“北斗+”到“+北斗” 更多行业加速形成新质生产力
来源: 央视网