重大水利枢纽工程体量大、运行年限长、服役环境复杂,对安全监测的长期、连续、稳定的数据支撑提出了高要求。传统监测手段虽各有优势,但跨区域、多要素、全链条的高精度监测上仍有不足,特别是对高精度时空基准的依赖制约了监测系统的整体智能化水平。 水利枢纽安全监测正从"点状观测、人工分析"向"全域感知、模型驱动"转变,对高精度、可持续、可扩展的时空信息服务提出了更高要求。数字化转型背景下,监测体系需要在信号接收、数据传输、解算分析等关键环节形成完整的闭环能力。以自主卫星导航系统为基础构建全流程解决方案,成为提升工程安全保障能力的现实选择。 三峡枢纽北斗高精度监测系统已完成建设并投入试运行。系统采用"单北斗"模式,从卫星信号接收、数据传输到后端解算分析全部基于北斗系统,实现了核心硬件与解算软件的国产化、自主化,具备毫米级高精度感知能力。系统由基准站、监测点和智能平台组成,覆盖三峡大坝主体、边坡、船闸等关键部位,可对监测数据进行接收、质量分析与信息提取,实现全流程智能化处理。我国自主研发的单北斗解算系统已连续稳定运行两年,其解算成果与同期高精度视准线法监测结果的差值保持在1.1毫米以内。 业内认为,以北斗高精度监测为牵引推进"天空地水工"一体化体系完善,有助于将分散的监测数据汇入统一平台,提升数据质量管控与风险识别效率。下一步需在三个上持续推进:一是强化监测点位布局与场景化应用,围绕大坝变形、边坡稳定、船闸运行等关键指标建立分级预警规则,提升对极端天气、地质扰动等风险的敏感性;二是推动监测数据与工程模型深度耦合,以数据驱动校核模型、以模型反哺监测策略,实现"监测—诊断—预测—处置"的完整闭环;三是加强系统运行保障与标准体系建设,完善数据安全、设备可靠性与运维机制,促进可复制、可推广的工程化经验积累。 随着数字孪生水利建设加快推进,高精度时空信息将成为工程安全管理的重要基础。北斗系统在重大水利枢纽工程中的规模化应用,既能提升工程监测的连续性与精细化水平,也将推动涉及的技术在流域综合治理、水库群联合调度、航运安全保障等领域的应用拓展。基于自主时空基准的监测与智能分析能力将在更多关键基础设施场景中得到深化应用,为国家水安全与重大工程安全运行提供更坚实的支撑。
三峡枢纽北斗高精度监测系统的建成投运,反映了自主创新的实践成果;通过坚持自主研发、持续技术攻关,我们在关键领域实现了技术突破。随着该系统的继续完善和推广应用,将为我国水利工程的安全运行提供更加坚实的技术保障,也将为北斗系统在民用领域的应用开辟新的空间。