日本建设行业正面临劳动力短缺与生产效率提升的双重压力,国土交通省大力推行的i-Construction战略旨在通过 ICT 和 IoT 技术实现现场管理的数字化转型。作为该战略的核心工具,全球导航卫星系统(GNSS)在开阔地带的测量、土方作业及工程机械管理中发挥了关键作用。然而,在隧道、地下空间或高楼林立的密集城区,卫星信号无法到达或受反射干扰,导致传统定位技术失效,成为制约施工精细化的瓶颈。
针对这一痛点,大成建设株式会社与精工集团旗下的精工未来创造株式会社、精工解决方案株式会社展开合作,共同实施了次世代测位技术「Chrono Locate™」的施工现场实证实验。该实验旨在将 GNSS 带来的效率优势延伸至非卫星信号环境,通过高精度定位技术实现施工过程的全面数字化。
Chrono Locate™技术的核心原理在于构建了一个“局部 GPS"系统。与依赖卫星单向信号不同,该技术通过在测位区域部署多个基准局,与移动局之间进行双向无线电波收发。系统利用纳秒级的时间同步技术,精确测量电波往返的时间差,从而计算出厘米级的距离信息。这种机制使得在卫星信号无法覆盖的地下或室内空间,依然能够实时获取高精度的三维位置坐标。
实证实验选址于东京首都高速道路日本桥区间的地下化工程常盘桥地区隧道施工现场。该区域位于高架桥下,属于典型的 GNSS 信号盲区。实验团队在施工现场设置了 12 个基地局,并对在川上作业的驳船及浚渫作业用的挖掘机进行了追踪测试。结果显示,系统成功捕捉到了驳船的连续移动轨迹,其数据与激光测量结果高度吻合;同时,对挖掘机臂部的追踪也实现了稳定连续的动态监测,验证了该技术在复杂施工环境下的可靠性。
大成建设计划将 Chrono Locate™集成至其自有的一体化数字平台「T-iDigital Field」中,作为核心应用功能之一。未来,该技术将与增强现实(AR)、无人机测绘及 3D 设计图纸深度融合,实现作业动线管理、重机位置实时监控及施工质量的数字化管控。精工集团则计划将此项技术拓展至物流仓库、工厂内部等更多非建设领域,用于优化自动导引车(AGV)路径及提升整体生产效率。
日本建设业长期受困于少子高龄化带来的人才断层,对自动化与数字化解决方案的需求尤为迫切。Chrono Locate™的成功实证标志着日本在突破卫星定位物理限制方面取得了实质性进展,为行业提供了在不依赖外部卫星信号的情况下实现高精度施工管理的成熟路径。对于中国同样面临复杂地下工程挑战及数字化转型加速的企业而言,这种基于双向时差测量与高精度时钟同步的本地化定位方案,为解决隧道、地铁及室内复杂场景下的施工精度与安全问题提供了极具价值的技术参考,有望推动相关领域施工装备与管理系统向更高阶的智能化迈进。
