GPS技術(shù)在山區(qū)石油勘測開采中的應(yīng)用研究

摘 要:通過分析GPS靜態(tài)測量與RTK技術(shù)在山區(qū)石油勘測開采過程的測前準備、精度分析與數(shù)據(jù)處理等方面的應(yīng)用，給出了提高山區(qū)石油勘測開采作業(yè)精度及對質(zhì)量的有效控制方法，詳細介紹了GPS技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展情況。

關(guān)鍵詞:GPS技術(shù);山區(qū)石油;勘測開采;應(yīng)用;發(fā)展

中圖分類號:TB

文獻標識碼:A

文章編號:1672-3198(2010)19-0358-01

1 勘測開采區(qū)的GPS控制網(wǎng)的建立

山區(qū)石油勘探開采的測量通常采用同步圖形的擴展式，即將多臺接收機置于不同測站實行同步監(jiān)測，在完成一各時段同步監(jiān)測后，再將其遷移至別的測站繼續(xù)進行同步監(jiān)測，每次的同步監(jiān)測都可產(chǎn)生一個同步圖形。在測量的過程中，不同同步圖形間通常會有多個公共點相連接，整個GPS網(wǎng)則由這些同步圖形共同構(gòu)成。相鄰同步圖形間通常最少有一條邊相連。其作業(yè)步驟為:測前的準備、測量實施及數(shù)據(jù)處理。測前的準備包括對資料的搜集和整理，對儀器的校檢等。測量實施包括進行實地測區(qū)情況的了解、選點、布網(wǎng)及外業(yè)觀測。數(shù)據(jù)處理則包括加工、基線向量結(jié)算、預(yù)處理及網(wǎng)平差等。

效率與成本也是進行勘測開采需考慮的問題。提前對國控點進行收集并實施踏勘確認可很好提高勘測開采效率。另外，對布網(wǎng)方案進行優(yōu)化和進行合理的作業(yè)調(diào)度也可減少施工的天數(shù)，提高工作效率，節(jié)約成本。

2 數(shù)據(jù)處理

2.1 基線處理

基線解算是通過運用多個測站GPS同步觀測的數(shù)據(jù)來確定測站間坐標差的一個過程。影響其結(jié)果的因素有許多，主要有:基線在進行解算時設(shè)置的起點坐標不夠準確;在所觀測時段里，多路徑效應(yīng)相對嚴重，觀測值改正數(shù)通常偏大;少數(shù)衛(wèi)星進行觀測的時間太短;在全部的觀測時段里，個別時間段或個別衛(wèi)星的周跳太多，導致周跳修復的不完善;對流層及電離層的折射影響較大等。其它影響因素有:衛(wèi)星軌道的誤差較大、地球潮汐與自轉(zhuǎn)、數(shù)學模型問題、衛(wèi)星姿態(tài)和天線的相位中心問題等。

針對影響其結(jié)果的原因不同來分別使用相應(yīng)的方法來進行判別解決。衛(wèi)星觀測時間可通過衛(wèi)星的可見性圖進行判別。如圖1所示，若SV1的觀測時問較短，則可進行直接刪掉。

圖1 衛(wèi)星可見性圖

周跳判別可運用殘差圖來完成如圖2所示，通過3幅雙差殘差圖對SV12存在的周跳進行判別。若多路徑效應(yīng)嚴重，則可采用殘差圖來進行判別。電離層或?qū)α鲗拥恼凵溆绊戇^大，也可通過殘差圖來進行快速的判別。若只有個別子時段的觀測值殘差出現(xiàn)異常可截時段完成;若衛(wèi)星起落部分觀測值殘差存在異常，可改變其截止高度角。通過這些方法可以來減少有效觀測數(shù)據(jù)，從而減弱其圖形強度。

圖2 雙差殘差圖

2.2 GPS基線網(wǎng)平差

山區(qū)石油的勘測開采的測量通常進行的是三維約束平

差。當各項質(zhì)量檢驗均符合相關(guān)要求后，便可將所有基線組合成閉合的圖形，用三維基線向量和其相應(yīng)的方差協(xié)方差陣來作為觀測的信息，再利用兩個已知的高精度控制點的坐標來作為起算數(shù)據(jù)，完成GPS網(wǎng)無約束平差。

3 RTK放樣物理點

RTK是在載波相位的觀測值基礎(chǔ)上進行實時動態(tài)的定位技術(shù)，它可以實時提供測站點在特定坐標系中三維定位的結(jié)果，并達到厘米級的精度。

山區(qū)RTK系統(tǒng)是由基準站、中繼站、流動站及室內(nèi)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)這四部分構(gòu)成。基準站則由數(shù)據(jù)發(fā)射電臺1部、GPS接收機1臺和別的附屬設(shè)備。利用RTK來進行測線放樣，即是將設(shè)計的炮點理論坐標與檢波點等進行逐個放樣到實地。首先應(yīng)將其設(shè)計的測線理論坐標運用一定軟件設(shè)計出其工作區(qū)內(nèi)的所有物理點的理論坐標，然后再在實地按照石油物探測量的規(guī)范要求來進行放樣，對其準確位置進行標定，并對各物理點高程數(shù)據(jù)及實測坐標進行采集，最后對室內(nèi)數(shù)據(jù)進行處理，對資料進行整理，提供用于勘測開采的各項測量成果。

4 GPS在山區(qū)石油的勘測開采測量中的進展

隨GPS技術(shù)的不斷提高和產(chǎn)品的不斷升級，GPS在山區(qū)石油的勘測開采測量中得到了長足的發(fā)展。由最初的只作靜態(tài)測量到現(xiàn)今的基本取代全站儀來進行物理點放樣，施工方法變得越來越成熟，精度也越來越高，勘測開采的效率也得到了極大的提高。例如由美國Trimble公司所研制生產(chǎn)的GPS設(shè)備，從Trimble 4700到Trimble 5700，再到R7和Trimble 5800直至最新的R8GNSS，都伴隨著石油勘測開采技術(shù)的更新而不斷完善，也為石油的勘測開采的發(fā)展發(fā)揮了重大的作用。

參考文獻

[1]魏二虎，黃勁松.GPS測量操作與數(shù)據(jù)處理[M].武漢:武漢大學出版社，2004.

[2]張秀勝，李德民.GPS測量在石油地球物理勘探中的應(yīng)用[J].東北測繪，2002，(3).