让北斗光耀南极——我国北斗南极基准站建设纪实
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2月3日,北斗卫星导航系统南极基准站正式启用。这是我国首次在南极应用北斗卫星导航系统获取相关数据,为我国实现自主卫星导航系统应用和南极北斗测绘基准体系建立提供数据和技术支持。
为了圆满完成北斗基准站建设任务,黑龙江测绘地理信息局吴文会、朱李忠两位科考队员的积极协助下,克服了自然条件恶劣、工作条件欠缺、时间紧、劳动强度大等困难,经过8天艰苦努力,高标准完成了基准站站址勘选、钢筋骨架焊接、模型板制作、建筑材料准备、基座混凝土浇筑、基准站观测墩安装、基准站接受仪器设备安装和调试等工作,并顺利实现了我国自主卫星导航数据在南极的首次获取。
经过近半年的项目前期准备,2015年1月17日,吴文会和朱李忠随第31次南极科考队离开祖国奔赴南极长城站,并于1月20日顺利抵达目的地。南极对他们来说并不陌生,吴文会已4次出征南极,朱李忠也两次出征南极。
在长城站,两人在站区及周边进行了踏勘,初步确定两处预选站址。针对预选站址,他们综合考虑基准站站址的地质条件、观测环境、施工条件及基准站数据传输电缆长度、供电、网络等因素,于1月21日对预选站址进行了再次详细踏勘,报请长城站站长实地确认并批准。
在确定基准站站址位置后,长城站指派经验丰富的唐飞翔、王伟明两位科考队队员全力协助吴文会和朱李忠开展预制件工作。他们冒着南极大风雪,团结协作,攻坚克难,在短短3天时间,顺利完成了预制基座、焊制钢筋骨架和制作模型板工作,随即开始浇筑基座和安装观测墩。他们用混凝土将钢筋骨架和模型板固定在基坑上,使用地质罗盘调整基座指北方向;将观测墩底板放置于连接螺栓上并调整水平;待混凝土凝固后,取下观测墩底板……一系列工作完成后,剩下的就是静候好天气了。
1月25日,长城站终于迎来了难得的好天气。吴文会和朱李忠抓住这来之不易的好时机,开始浇筑基座。他们人工完成混凝土搅拌,装上铲车运至基准站,再一锹锹地浇筑到模型板中……这工作看似简单,却是一项极度耗费精力和体力的活儿。浇筑一共用了约8袋水泥和大量黄沙、石子。在南极弄到这些在平时再平常不过的建筑材料,绝非易事。长城站站长对此项目工作给予大力支持,尽最大努力提供物力和人力帮助。在一位机械师和两位有土建经验的科考队员的协助下,吴文会和朱李忠凭借着超强的体力和顽强的毅力,仅用两个小时就完成了基座浇筑任务,一个长85厘米、宽85厘米、高60厘米的混凝土基座终于如期竣工,完美呈现在眼前。
两天后,队员们开始安装基准站观测墩。他们先将事先固定在底板上的3个螺栓取出,然后安装观测墩立柱,同时通过调节螺栓,使立柱的标志顶面保持水平。立柱装好后,再安装观测墩护罩,并在护罩内浇灌混凝土,加盖预制件上护盖,随后完成数据传输电缆走线,连接仪器后就可以接收数据了。
基座建造和观测墩安装就位后,安装基准站扼流圈天线,再从基准站附近的配电箱拉电源线,连接好接收机的数据传输电缆、电源线、设置观测参数,数据接收正式开始了。
基准站观测仪器采用中国电子科技集团公司第五十四研究所自主研发的GNSS高精度测量型接收机——GMR-4011,接收机能够跟踪观测GPS、Galileo、GLONASS、北斗卫星导航系统的所有信号,并连续记录观测量、导航电文等数据文件。
北斗基准站自1月27日开始进行每天24小时的数据不间断接收以来,运行稳定,观测数据接收正常,已经采集到北斗卫星导航系统不同时间段覆盖南极大陆的5颗倾斜地球同步轨道卫星、3颗中高度圆轨道卫星的信号,首次实现了中国自主卫星导航系统在南极的接收。
在北斗南极基准站正常运行后,在2月5日至12日的8天时间里,吴文会和朱李忠利用两台GNSS高精度测量型接收机,对长城站站区及周边的GPS控制点进行联测。他们顶风冒雨,翻山越岭,几乎爬遍了菲尔德斯半岛的每个最高峰,顺利完成8座已有GPS控制点的联测。他们正在有计划地完成数据整理工作,并联合北斗基准站的观测数据进行数据分析和解算,以验证北斗卫星导航系统在西南极的定位精度,为未来北斗卫星导航系统在南极的广泛应用奠定坚实基础。
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