GPS测量在地震勘探中的应用

摘要：石油是支撑世界经济发展必不可少的资源,是各国的“工业血液”,它为世界经济的发展提供了有力的资源支持。随着我国经济的高速发展,对于能源的需求也不断增加。石油作为重要的能源,其勘探与开发对于我国的经济影响深远。石油勘探技术的不断发展,为我国的石油勘探提供良好的技术支持,文章就GPS新技术在石油地震勘探测量中的应用做了简要论述。

关键词：GPS技术；测量；地震勘探

中图分类号： P2 文献标识码： A

引言

为了进一步满足经济发展对石油量的需求，在对未来的石油勘探中，我们每一个测量勘探技术人员都在积极主动的探索新技术、新方法，以使得石油勘探工作更加精准和便捷。因此，本文对GPS RTK技术在石油地震勘探测量工作中的应用的探讨，目的在于抛砖引玉，希望能与广大同仁一起深入研究，尽快将其全面应用到石油勘探中，为我国石油勘探工作带来更好的技术前景。

一、GPS RTK定位测量原理

目前石油物探已成为覆盖区勘探石油的一种不可缺少的手段。RTK（Real TimeKinematic）是基于载波相位观测值的实时动态定位技术。RTK技术的关键在于数据传输技术和数据处理技术”由于RTK是将GPS与数传技术相结合，实时解算进行数据处理，能在1―2s的时间里得到高精度位里信息，所以自20世纪90年代初，RTK技术一经问世就极大地拓展了GPS的使用空间，使GPS从只能做控制测量的局面中摆脱出来，而开始广泛用于工程测量，此外，流动站可处于静止状态，也可处于运动状态，可应用于海上精密定位、地形测图和地籍测绘。因此，本文主要对GPS RTK实时动态定位系统在石油物探测量中的应用概况进行探讨。

二、GPS测量技术最基本的定位模式

1、静态定位

静态定位（Static positioning）是指将全球卫星定位系统（Globle PositioningSystem，GPS）接收机静置在固定测站上，观测数分钟至2小时或更长时间，以确定测站位置的卫星定位，是不考虑轨道的有无、决定点位置的定位应用。静态定位包括三种类型：绝对静态定位，以三维地心坐标来确定单点为目的；相对静态定位，将在几个固定测站上安置两台或两台以上的GPS接收机，进行同步观测，来获取测量站点间基线向量；快速静态定位，利用快速整周模糊度解算法原理，依靠计算方法的改进和相应的软件实现快速定位。在仅使用单频接收机情况下仅需同步观测15分钟左右，在使用双频接收机情况下只需5～10分钟，因定位快速而被广泛应用。

2、动态定位

动态定位（Dynamic positioning）是以确定与各观测站相应的、运动中的、接收机载体的位置或轨迹的卫星定位。运用动态定位时要求至少有一台接收机处于运动状态当中，即在运动载体上安设GPS信号接收装置，实时地测量GPS信号接收天线所在的位置。定位元素不同可划分为：绝对动态定位，以确定运动中的单个接收机载体的三维地心坐标或轨迹为目的；相对动态定位，通过对流动站（安置在运动载体上的接收机）与基准站（安置在基准点上的接收机）进行同步观测，在差分处理后，即可获得流动站的轨迹或坐标。观测数据处理时间不同可划分为：实时动态定位，运动中接收机载体的位置数据可实时测量获得；非实时动态定位，运动中接收机载体的位置数据不能实时获得，而必须经事后处理方可获得。接收机运动状态的不同可划分为：连续动态定位，指按规定的时间间隔、经自动观测运动中接收机载体的位置而获得的数据测量；准动态定位，在选定的一系列流动站上，各观测若干时间后，在流动的接收机上依次获得的定位。

三、GPS新技术种类

1、精密相对定位技术

数据处理的方法是常将精密星历及IGS站点联测作为起算数据。IGS免费其站点的观测值数据和精密星历,并采用ITRF作为精密星历计算和GPS数据分析的坐标框架基准。通常情况下可使用高精度数据软件对IGS跟踪站及所建网点的数据进行基线处理,并且空间卫星应采用精密星历来进行定轨。

2、精密单点定位技术

采用精密单点定位时,首先要根据分布在全球的若干基准站的数据进行精密卫星轨道参数和卫星钟差的计算,再根据计算结果对单台接收机采集的非差相位数据进行处理,最终确定测站的精确坐标。

3、广域差分技术

它是在一个广大的地域范围内,设立若干GPS跟踪站构成差分GPS基准网,对GPS观测量的误差源进行区分,并将每种误差源都模型化。再由无线电通信数据链将计算出的误差源数值传送给用户,从而可更正用户GPS观测量,削弱误差源,使定位精度得到改善。

4、网络RTK技术

它是利用网络将计算机中心与基准站相连接,联合若干基准站数据解算或消除对流层、电离层等影响,从而达到RTK定位精度和可靠性的提高。通过对内部结构的改造,如GPS天线、处理器等,及通讯手段的完善,使得电台传输有限范围小的限制得到了突破。

5、信标差分技术

它是利用已有的海上无线电信标台,加一个副载波调制在发射信号中,以发射GPS差分修正信号,该技术的定位导航可达到米级精度。

四、GPS技术在石油地震勘探测量中的实践应用

1、基准站位置选择和设置

基准站一定要架设在视野比较开阔，周围环境比较空旷，地势比较高的地方；避免架在高压输变电设备附近、无线电通讯设备收发天线旁边、树阴下以及水边，这些都对GPS信号的接收以及无线电信号的发射产生不同程度的影响。基准站上架设好GPS接收机，连接无线电设备，连接发射天线和电源，启动GPS接收机。

2、野外施工

利用RTK进行地震勘探测线放样，就是将设计的检波点和激发点理论坐标，逐个进行放样。

3、数据处理

在野外采集的检波点或炮点数据存储在手持计算机中，经同步软件传输至计算机中，传输数据格式可根据需要确定，然后进行数据和资料整理，提供地震勘探所需的测量成果。

4、物理点复测

在地震勘探测量物理点放样过程中，为了对RTK测定物理点的数据精度进行控制，在每日施工前；搬迁至新的参考站；接收机、手持计算机出现断电，死机或参考站断电造成流动站失锁等故障恢复后等情况后，须详细检查基准站和流动站的有关数据，并复测物理点或复测已知点进行检核，符合要求后，才能施工。

五、GPS技术在石油地震勘探中其它领域的使用

1、GPS RTK技术进行水深测量

RTK技术在陆地测量和放样、海洋测量和海洋工程中的应用比较广泛。在GPS RTK技术出现后,水上测量也可以采用GPS RTK技术和测深仪相结合的工作方式,使得海上无验潮方式测量工作模式成为可能。目前在海上石油勘探和过渡带石油勘探等项目中,用GPS RTK技术进行水深测量已经被广泛使用。

2、GPS技术用于车辆监控

社会的不断进步发展,世界石油勘探市场竞争的日趋激烈,安全管理成为石油勘探必须关注的重大课题。而车辆监控便成了各个公司安全管理的首要问题,近年来基于GPS技术的车辆监控技术VTS在石油勘探中已经被使用并不断被推广使用。

结束语

综上所述，随着GPS技术的不断完善，GPS在石油地震勘探测量中得到了有效应用和发展，特别是使石油勘探测量方法产生了根本性的变革。尤其是海洋石油勘探方面的应用效果突显，由于GPS技术它具灵活、快速、省时、省力和高精度的特点，所以在使用过程中能给工程项目测量提供了实时、全天候和全球性的服务，极大地方便勘探测量工作人员的工作开展，也为石油勘探单位带来了良好的经济效益。因此，相信GPS技术，将在海洋石油勘探领域中将更进一步的深化应用。

参考文献

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