当地时间2025-11-11,rrrrdhasjfbsdkigbjksrifsdlukbgjsab

　　宁夏—湖南±800千伏特高压直流输电工程是我国首条获批的以输送“沙戈荒”风电光伏大基地新能源为主的特高压输电通道，每年可向湖南输送电量超360亿千瓦时，其中新能源电量占比超50%。
　　袁宏彦摄（人民视觉）

　　近日，甘肃至浙江±800千伏特高压直流输电工程安徽段进入架线施工阶段。图为在安徽省芜湖市南陵县，安徽送变电工程有限公司施工人员在高空进行架线施工。
　　郑贤列摄（人民视觉）

　　位于江苏省淮安市的1000千伏淮盱Ⅱ线检修现场，江苏省送变电有限公司检修人员对复合绝缘子进行更换作业。
　　史 俊摄（人民视觉）

惯性导航IMU：现代导航系统的心脏

在当今這个以速度与精准为核心竞争力的时代，导航技术的不断革新，为我们的生活提供了前所未有的便利。而在众多导航方案中，惯性导航IMU（惯性测量单元）无疑是一项极具代表性与关键性的技术，它不仅是传统导航的补充，更是在许多高端应用中扮演着“无可替代”的角色。

什么是惯性导航IMU？它的基本原理又是什么？简而言之，IMU是一种利用加速度计和陀螺仪对運动状态進行实时测量的装置。通过连续检测物体的线性加速度和角速度，IMU能够在没有外部信号（如GPS）的情况下，持续计算出目标的当前位置和運动轨迹。

这种“自给自足”的定位方式，赋予了IMU极强的独立性，特别适合在复杂环境或特殊场景使用。

最近几年，随着微电子技术、传感器制造和算法处理的飞速发展，IMU的性能得到了质的飞跃。从最初的笨重设备，到现在的微型芯片级装备，其高精度、多功能、低成本的特性，极大地推动了各行各业的创新。

核心技术：高精度传感器与复杂算法的完美结合

IMU的核心在于传感器的精度和数据处理的能力。传统的机械式陀螺仪和加速度计，虽然在过去有很长的应用历史，但受限于制造工藝和材料，精度有限。而现代的MEMS（微机电系统）技术，使得IMU传感器实现了小型化、低成本和批量生产的可能性。

单纯依赖硬件本身，难以满足高精度导航的需求。因此，数字信号处理算法成为提升IMU性能的关键。滤波算法如卡尔曼滤波和粒子滤波，能够有效地融合IMU数据与外部信息（如GPS信息），极大地改善定位精度和系统的鲁棒性。在复杂环境（如隧道、密林、城市高楼群）中，这些算法的作用尤為突出，让惯性导航系统得以持续高效運行。

应用场景：从航天到智能交通的多重舞臺

惯性导航IMU的应用范围极為广泛。在航天领域，航天器和导弹relyheavilyonIMU提供的高精度惯性导航，确保在没有外部信号的深空环境中依然精准运行。

在无人驾驶领域，IMU配合GPS、视觉传感器等组成多源导航體系，解决GPS信号时断時续的问题，为自动驾驶汽车提供稳定的定位和路径规划能力。在无人机、机器人等自主移动设备中，IMU更是不可或缺的核心组件，为其提供稳定的姿态控制与路线导航。

在军事、海洋、地质勘探等专业领域，IMU的长时间高精度测量能力，也为科学研究和实际操作提供了重要的技術支撑。未来，随着传感器技术的不断进步，IMU将会在智能穿戴、虚拟现实、醫疗设备等新兴领域中展现出更多可能性。

未来展望：高集成、多功能的IMU发展路线

随着科技的不断演进，IMU系统正朝着集成化、小型化、多功能化的方向发展。例如，将IMU、GPS、光学传感器等融合在一个紧凑的芯片上，形成“超級IMU”设备，将极大简化硬件方案，提升系统整体性能。

人工智能和深度学习技术的引入，为IMU数据的分析提供了新的可能。通过训练深层神经网络，可以更有效地过滤噪声、提取运动特征，从而实现更高精度、更快速的导航反应。

未来的IMU系统，还将具备自我校准能力，适应各种复杂环境的变化，成为真正的“智慧导航伴侣”。无论是在极端条件下的航天任务，还是未来智慧城市中的智能出行，IMU都将扮演关键角色，助推着导航技术不断攀登新的高峰。

IMU技术革新带来的行業变革

惯性导航IMU的发展，不仅仅是技术的演进，更深刻地改变了相关行业的格局。从系统性能到應用场景的拓展，每一次创新都带来巨大潜力。

1.自动驾驶的核心动力

自动驾驶产业对导航系统的依赖日益加深。传统的GPS导航虽然方便，但在隧道、城市高架和地下停車场等环境中信号不稳定。而IMU的引入，解决了“盲点”问题，使车载自主导航变得更为稳定。

高性能IMU能在GPS信号丢失时，依然保持对车辆的准确定位。结合高级算法，可以实现车辆的姿态、速度及位置的连续追踪，为自动驾驶系统提供坚实的“导航保证”。预计未来，随着5G、V2X等新技术融入，IMU将与多源信息无缝融合，推动智能交通的成熟与普及。

2.航天航空的“看不见的眼睛”

在太空探索和航空飞行中，没有外界基准的封闭环境要求极高的导航精度。IMU成为航天器的“看不见的眼睛”，独立完成导航任务。

如今，伴随小型化IMU的普及，未来的卫星、火箭、无人机都能实现更轻、更敏捷、更可靠的自主导航。尤其是在火星探测、深空通信等艰难环境中，IMU的精准测量为科学家提供了宝贵的数据支撑。技术突破将推动航天探索的边界，开启星辰大海的新篇章。

3.无人機和机器人：自主运动的“神经中枢”

现代无人机、工業机器人等设备对导航的需求也在不断升级。IMU的实时感知能力，保障了它们在复杂环境中的自主运动和避障能力。

特别是在仓储、农業、安防等行业，无人机和机器人行动的稳定性，受益于高性能IMU的支持。未来，随着传感技术和AI算法的融合，机器人将拥有更加“聪明”的运动决策能力，实现深度自主。

4.科研及未来科技的新工具

在地质勘探、海洋调查、考古等科学研究中，IMU提供了极为重要的数据支撑。長时间、高精度的運动追踪，帮助科学家捕捉微弱信号，理解地球和宇宙的奥秘。

未来，IMU作为“数据采集的前线装备”，还将继续升级，结合其他传感器，共同构建多维感知体系，为未来科技探索提供无限可能。

总结

惯性导航IMU赋予了导航系统无与伦比的自主性和适应性，推动了交通、航空、航天、军事、科研等多领域的技术革新。随着科技不断发展，IMU的性能将愈发卓越，其应用场景也将愈加广泛。可以预见，未来的导航世界，将由这些“隐形的导航师”共同铸就，让我们的出行、更远的探索变得更加智能、可靠。

　　今年7、8月份，中国的单月全社会用电量连破万亿千瓦时，相当于日本全年的用电量，引起海外关注。这背后，离不开一项项特高压交直流工程的“硬保障”。

　　特高压输电线路，宛如能源版图中的“高速公路”，它将丰沛的电能资源，输送至千里之外的用电地区，确保电力平稳供应。“十四五”时期，中国特高压工程稳步发展，截至目前，已累计投运特高压工程45项，预计今年底“西电东送”输电能力超过3.4亿千瓦，较“十三五”末的2.7亿千瓦提升了25%。

　　

　　全球规模最大

　　——跨省跨区特高压直流输电通道加快建设，区域电网结构显著加强完善

　　要把位于川滇交界的白鹤滩水电站发出的绿色电能，送往千里之外的江苏，需要多长时间？

　　答案是7毫秒。

　　白鹤滩至江苏±800千伏特高压直流工程，是我国实施“西电东送”战略的重点工程，全长2080公里，途经四川、重庆、湖北、安徽、江苏5省市。若以白鹤滩水电站泄洪时每秒48米的最大水流速计算，江水从四川省凉山彝族自治州流至江苏苏州市约需12个小时。但有了特高压直流工程，这里发出的水电输送至江苏，只需耗时7毫秒。

　　为何需要这样的输电线路？这与中国的能源资源和电力负荷分布格局有关。

　　在中国，能源生产和消费呈逆向分布。中东部地区能源消费量大，但生产量占比却与之有差距；多数重要能源基地则位于西部。长久以来，便形成了“西电东送”的能源传输格局。

　　特高压直流，具有点对点直达、输送容量大、送电距离长、线路损耗低等优势，其输电距离，可达到2000至3000公里。这好比西部发的电搭上了直通车，能快速送往中东部用电需求较高的地区。

　　“十四五”时期，中国跨省跨区特高压直流输电通道加快建设。据国家电网特高压事业部有关负责人介绍，近5年来，金年会已投产陕北至湖北、雅中至江西、白鹤滩至江苏、白鹤滩至浙江、陇东至山东、宁夏至湖南、哈密至重庆、金上至湖北等8项特高压直流工程，线路长度1.36万公里，形成超5000万千瓦的特高压直流跨区输电能力。

　　国家能源局提供的数据显示，“十四五”时期，中国特高压直流线路长度由2.8万公里增长至4万公里以上，全国“西电东送”输电能力由2.7亿千瓦提升至约3.4亿千瓦，能源资源大范围优化配置能力有效提升，充分保障西部、北部地区电力外送消纳和中东部地区用能需求。截至目前，中国共建成1条±1100千伏、23条±800千伏和21条1000千伏特高压线路，构成了全球规模最大、技术最先进的超远距离输电网络。

　　如果说特高压直流工程是直达列车，那么交流工程则更像一条允许“随上随下”的公路，具有延伸、拓展的功能，可以新建出入口，输电距离通常在1000公里内。

　　国家能源局有关负责人介绍，“十四五”时期，中国的区域电网结构显著加强完善，在“十三五”华北、华东建成特高压主网架的基础上，“十四五”华中四省、川渝地区也构建形成特高压交流主网架，华北、华东主网架布局持续优化，特高压交流线路长度由1.4万公里增长至2万公里，大电网电力输送水平和抵御故障能力大幅提升。

　　放眼全国，如今，一张以西北、西南区域为送端，华北、华东、华中为受端，以特高压电网为主网架、区域间交直流混联的西电东送电网已然成形。

　　送出更多绿电

　　——2024年，跨区特高压直流通道输送清洁能源电量占总送出电量的比重接近60%

　　起于甘肃庆阳，止于山东泰安，每年可向山东输送电能360亿千瓦时——今年5月，陇东至山东±800千伏特高压直流工程正式竣工投产，“西电东送”又迎一条能源大动脉。

　　陇东至山东工程是中国首个“风光火储一体化”大型综合能源基地外送工程，采用±800千伏额定电压、800万千瓦额定容量的特高压直流输电技术，输电距离915公里，每年可向山东输送电能360亿千瓦时，为山东发展注入绿色动能。这条特高压输送的电能，超过一半是风能、光伏、储能等纯绿色能源。

　　作为我国首个“风光火储一体化”大型综合能源基地的外送工程，陇东至山东工程配套电源装机1450万千瓦，其中新能源1050万千瓦。此外，在主要电源点，也就是中国华能陇东能源基地，还建有全球规模最大、能耗最低的燃煤电厂碳捕集工程，被称为“碳捕快”，每年可捕集二氧化碳达150万吨，相当于处理了60万辆汽车一年的碳排放量。

　　往西北走。今年10月，宁夏至湖南±800千伏特高压直流工程全面建成投运。这项工程，是以输送沙漠、戈壁、荒漠风电光伏大基地新能源为主的外送特高压直流通道，起于宁夏中卫，途经甘肃、陕西、重庆、湖北，止于湖南衡阳。该工程最大输送功率达800万千瓦，其中新能源电量占比超过50%，每年可向湖南输送电量超360亿千瓦时。

　　今年以来，陇电入鲁、疆电入渝、宁电入湘等特高压工程相继投运。从“输送火电为主”，逐步转向“清洁能源优先”，中国的特高压工程加快建设，有力推动了能源发展“向绿而行”。

　　“‘十四五’时期，支撑西南地区水电、西北地区新能源外送的跨省跨区输电通道加快建设，首条‘风光火储一体化’特高压输电通道即陇东至山东特高压直流工程、首条‘沙戈荒’新能源大基地特高压外送通道即宁夏至湖南特高压直流工程建成投运，西南大型水电流域也新增3条电力送出通道。同时，依托存量跨省跨区输电通道，风电和光伏配置有所增加，输送电量结构不断优化。”国家能源局有关负责人介绍，2024年，跨区特高压直流通道输送清洁能源电量已达约4200亿千瓦时，较“十三五”末增长70%，占总送出电量的比重接近60%。

　　领跑技术革新

　　——首次形成±800千伏/800万千瓦特高压直流标准化系列成果，形成500余项各类标准规范文件

　　一项特高压工程，能创造多少项新纪录？在国家电网川渝1000千伏特高压交流工程中，这个数字是26项。

　　作为中国西南地区首个特高压交流工程，国家电网川渝1000千伏特高压交流工程创造了26项“世界首个”。这条特高压交流输电线路，为世界首条海拔最高、世界首条冰区最重、世界首条途经地震烈度最高、世界首条采用十分裂导线及配套施工工器具和工艺……

　　这是中国特高压工程技术革新成果显著的一个缩影。国家能源局有关负责人说，为应对大规模新能源外送、多直流馈入电网安全稳定运行等形势要求，“十四五”时期，特高压电网技术在拓扑结构、柔性输电、高海拔建设等方面实现创新突破和工程应用。

　　“比如，白鹤滩至江苏工程，是首条采用混合级联输电技术的直流通道，集成了特高压常规直流输电技术与柔性直流技术的优势，有效化解多回直流密集接入地区的安全运行压力。川渝特高压交流、金上至湖北特高压直流工程，送端站址均达到3000米以上，为特高压进入高海拔地区应用提供了理论依据和实际数据基础。近期核准的藏东南至粤港澳大湾区工程，是首个采用四端拓扑结构、输送容量最大、换流站海拔最高的特高压柔性直流输电工程，对于适应后续进一步西移、北移的大型能源基地开发外送需求，具有重要的创新示范作用。”国家能源局有关负责人说。

　　更优的技术，带来稳定的电力供应，也引领相关产业继续壮大，为经济社会发展注入动能。国家电网特高压事业部有关负责人说，通过总结提炼先进典型经验，国家电网首次形成±800千伏/800万千瓦特高压直流标准化系列成果，覆盖设计、装备、施工、调试、管理全领域，形成500余项各类标准规范文件，促进了输变电装备产业链的强链、固链、补链。

　　更优的技术，意味着更强的技术主动权。国家电网特高压事业部有关负责人介绍，“十四五”时期，多项特高压工程“卡脖子”技术瓶颈取得突破。“陇东至山东±800千伏特高压直流工程首次应用国产分接开关、基于自主可控芯片的直流控保系统，张北柔直工程挂网国产直流干式电容器，成功打破核心装备的国外技术垄断，全面提升我国电工装备企业技术水平和生产制造能力，助力我国由电力装备‘制造大国’向‘制造强国’升级。”该负责人说。

图片来源：好奇心日报记者 谢颖颖 摄

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