【应用】司南导航GNSS平仓振捣自动监测解决方案助力全球在建规模最大水电站打造智慧工程！
司南导航助力全球在建规模最大的水电站打造智慧工程！
01.白鹤滩水电站大坝——目前全球在建规模最大的水电工程
白鹤滩水电站是目前全球在建规模最大的水电工程，也是“中国乃至世界技术难度最高的水电工程”。装机容量1600万千瓦（三峡水电站装机容量是2240万千瓦，世界第一）。总库容206.27亿立方米（相当于一个洞庭湖）。2019 年11月，白鹤滩水电站智能建造大屏上显示着当月浇筑混凝土72仓，方量27.3万立方米。这个数字刷新了大坝浇筑以来单月最高记录，创造了同类工程单月浇筑的世界纪录!
02.混凝土平仓振捣施工
白鹤滩水电站大坝为混凝土双曲拱坝，坝顶高程834m，最大坝高289m（相当于100层楼高）。顶宽13m，最大底宽72m（标准足球场宽为68米），坝体拱冠梁最大厚度为83.91m。2019年是白鹤滩水电站大坝混凝土浇筑的最高峰年。截至11月底累计浇筑混凝土541.5万立方米！作为大坝建设中的关键环节之一，混凝土的施工质量关系到大坝的整体工程以及生命财产安全。一般来说混凝土浇筑多采用平仓振捣的方式，以此来保障混凝土结构密实。
什么是平仓振捣?
卸入仓内的混凝土料一般成堆放置，需要借助平仓机与振捣机将其铺平密实：
步骤一：借助平仓机将其均匀铺平，
步骤二：振捣机振捣器插入料堆顶部振动。
这两个步骤称为平仓振捣。利用平仓机、振捣机可提高混凝土浇筑强度和浇筑质量。
为什么需要「智能化」平仓振捣施工?
相对于其他混凝土坝工程，白鹤滩工程：
●体量大、工期长；
●平仓振捣施工机械与监控现场应用环境复杂；
●依靠人工经验效率低；
●容易出现漏振、过振、欠振振捣点位偏差；
●传统的工程管理方式对施工质量的控制不可量化，且具有不确定性。
图 1
平仓覆盖胚层振捣
那么规模如此庞大的工程中，是如何实现「智能化」平仓振捣施工，实现全流程的安全监管、全方位的可视化分析及全天候的实时监控与预警的呢?
03.司南导航——GNSS平仓振捣自动监测解决方案（首次创新性应用）
针对白鹤滩坝基特点，司南导航自主研发并成功应用GNSS平仓振捣自动化监测系统在大坝混凝土施工监控中辅助出色！实现操作智能化、规范化，助力打造“智慧工程”。
系统方案
图 2
司南导航GNSS平仓振捣自动监测系统利用GNSS定位技术的RTK工作模式实时的获取到平仓机和振捣机工作时厘米级的位置、高程、时间信息，再配合特制传感器获得的数据一起通过DTU通讯模块无线发送给服务器最终呈现为可视化的云平台软件，实现全方位、智能化的实时监测、动态分析与量化评价。
图 3
监测内容
平仓机
●平仓机工作时间
●平仓机工作高程
●平仓机工作位置以及轨迹范围
图 4
振捣机
●振捣机工作时间
●振捣棒振捣深度
●振捣机工作位置以及轨迹范围
软硬件设备
图 5
系统优势
●采用三星八频卫星信号，达到厘米级精度；
●平仓、振捣机无需通视；
●直接测定平仓、振捣机的三维实时坐标；
●全天候24小时连续不间断观测；
●自动化程度高，减少因人工管理疏忽导致平仓振捣过程中工作量不达标的问题；
●远程操控，方便快捷。可以随时通过手机或电脑从监控平台上查看平仓振捣工作情况；
●自动报警，智能化程度高。
图 6
精度检核
这是司南导航应用北斗高精度GNSS技术在大坝智能建造方面的大胆尝试，也是国内高精度GNSS设备在该领域的首次创新性应用！因此司南导航进行了多次科学测试，用以方案调整与实施优化。
●检核方案
通过选取不同类别的特征点若干组进行观测，模拟设备施工，并将定位设备收集到的数据与全站仪观测到的数据进行对比分析，测算出实际应用精度。
●测点
河床高仓河床底仓
●测点现场：
图 7
检核结果
表 1
结果表明，应用司南导航平仓振捣自动化监测系统完全能够满足工程建设的精度要求，能够以可靠、真实的数据为混凝土施工提供辅助引导，帮助监管者及时跟踪作业完成情况，助力大坝建造向信息化、智能化发展。
白鹤滩水电站的工程建设响应了“智慧工程”的号召，通过运用北斗/GNSS等智能建造技术，将传统筑坝技术与现代科技深度融合，实现了工程全生命周期状态的“全面感知、真实分析、实时控制”。
司南导航——北斗高精度应用领域先驱者
与白鹤滩水电站取得的多个世界第一一样，司南导航在多个领域也拿下过不少“首”字头：
●自动化监测领域：
应用GNSS自动化监测系统对溪洛渡水电站库区影响区滑坡体进行自动化监测并取得了良好的应用效果，是全国自动化监测首个应用范例。
●智能交通领域：
率先应用北斗高精度GNSS技术于两例“全球首款”智能驾驶汽车(L3级与L4级)项目，实现智能驾驶领域的“破局”。
CORS站：
承建全国首个“兼容北斗全球信号的省域基准站网”——山东省北斗卫星导航定位基准站网并通过验收。
●农业领域：
……
作为具备高精度GNSS全产业链核心技术的司南导航，核心技术团队持续研发与创新，探索并不断攻克高精度应用领域的“难题库”，为北斗高精度卫星导航事业的发展贡献技术和智慧。
超级工程展示的是中国梦，也展示的是中国工匠们将梦想变成现实的实力和决心。随着中国在超级工程建设方面的疆土不断开拓，司南导航将不断探索、攻坚克难，与中国北斗卫星导航系统一起，实现中国高精度卫星导航事业“无人区”的新突破！
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M300是上海司南卫星导航技术股份有限公司自主研发的高精度定位GNSS接收机（GPS+BDS+GLONSS+Galileo），采用司南导航完全自主知识产权的多模多频GNSS板卡，紧跟世界卫星导航发展的步伐，是我国北斗卫星系统在高精度领域应用的典范。
M300 GNSS接收机可以单系统定位，也可以多系统联合定位，随着我国北斗卫星系统可靠性和实用性不断加强，特别在恶劣环境下的应用，北斗+GPS联合应用，增加跟踪卫星数量，提高GNSS高精度定位的可用性及可靠性，使在高遮挡地区的定位应用成为可能。
配置参数
●AT340测量型天线
AT340天线是一款支持全系统全频点的小型三星多频外置式测量天线，满足目前测量设备多系统兼容的需求。该产品的天线部分采用多馈点设计方案，实现相位中心与几何中心的重合，将天线对测量误差的影响降低到最小；天线单元增益高，方向图波束宽，确保低仰角信号的接收效果，高遮挡环境仍能正常收星；具有信号稳定、体积小、重量轻、防水防尘、坚固抗震等优越性能。
图 8
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