精密测量技术论文范文

精密测量技术论文篇1

关键词：工程测量；现状；发展；对策

中图分类号：P258 文献标识码：A 文章编号：

1 引言

工程测量是与建设工程密切联系的应用型学科，为国民经济的建设和发展提供重要的技术服务。而随着当代科学技术的进步，尤其是微电子技术、激光技术、计算机技术、空间技术、网络和通信技术的飞速发展和应用，也极大地推动了整个测绘科学技术的发展，从理论体系到应用范围都发生了巨大的变化和进步，亦为工程测量学科的理论和技术的发展提供了坚实的基础。但工程测量所受的重视程度却逐渐减弱，原因是大部分的测绘工程研究人员把目光投向了GIS、遥感等高新技术研究领域，致使传统的工程测量研究领域研究人员缺少，发展缓慢。如何改变目前的这种不利状况，加快前进步伐，提高研究水平和学术地位，是当前广大工程测量研究技术人员面对的一个重要问题。

2主要研究成果

工程测量学科在近半个多世纪的发展中，取得了显著的成果。该学科依托大地测量、摄影测量等相关学科的理论和技术，在大量的工程建设实践中，总结成功的经验，逐步形成和发展成为具有完整理论体系和鲜明工程应用特色的学科，其主要成就有如下几个方面：

1) 基础理论研究。目前，人工智能技术、专家系统方法，以及神经网络、遗传算法等新的数学方法也在不断地提高和完善安全监测的理论体系。精密工程测量作为工程测量的一个研究方向也取得了不少的成就，如用于大型粒子加速器施工测量的控制网建立理论，由于其不但精度要求高，而且有特殊的计算要求，从而形成了独特的计算方法; 另外，由于大型天线、大型船舶等工业产品建造的需要，形成了适合于小范围高精度测量的工业测量理论体系，其主要特点是范围小、精度高、测量点密集，对测量数据后续处理有特殊要求，从而形成了一整套的工业测量理论和方法。其中，数字建模和造型技术以及三维可视化分析技术是其重要的应用技术。

2) 仪器设备的发展。工程测量仪器改进的典型代表当属全站仪、电子水准仪和GPS，这些仪器的应用不但降低了劳动强度，提高了生产效率，而且改变了生产作业方法，提高了测绘产品的质量，同时对作业人员的操作技能要求也有所降低。近年来，测量机器人在变形监测和精密工程测量中得到广泛的应用，三维激光扫描仪在工程测量中的应用研究得到一定的进展，该设备可用于变形监测、地形测量和古建筑修复测绘等。在大亚湾核电站、秦山核电站的建设与设备安装中，精密工程测量发挥了重要作用。大亚湾核电站施工控制网的精度为土2mm，秦山核电站主厂房是一个直径36m、高73m，内部结构相当复杂的密封圆柱体，其内环形控制网的实测精度为士0.1mm.。

3) 生产技术的改进。生产技术的改进与仪器设备的发展密不可分。传统的白纸测图技术被全站仪数字化测图技术所代替；控制网的建立由原来的经纬仪三角网技术转变为全站仪或 GPS 观测的建网技术；施工放样由原来的经纬仪加钢尺改进为全站仪坐标法放样和 GPS、RTK实时放样；变形监测也由原来的经纬仪交会和水准测量改进为测量机器人、GPS 以及各种传感器的自动化测量模式，在测量实时性、精确性、同步性等方面都得到了明显的提高。

3 存在的主要问题

尽管工程测量学在理论和技术层面得到了较快和较良好的发展，但是与西方先进国家的测量学技术及应用还存在较大的差异，主要表现在以下几个方面：

1) 数据获取方法没有优势。虽然GPS和全站仪等仪器设备在一定程度上减低了劳动强度，提高了生产效率，但这只是部分的改进，并没有从根本上将测绘工作者从繁重的野外工作中解放出来，为了获取数据，测绘工作者必须亲临现场采集数据。相对于工程测量领域，其他专业(如GIS、遥感等) 在数据采集技术方面有明显的优势，它们大多采用卫星、雷达等高科技的传感技术，自动获取所需要的数据资料，大大降低了研究人员的劳动强度，其信息的内容也更加丰富和全面。

2) 生产技术传统单一。在生产技术方面，传统的工程测量技术和方法并没有得到革命性的改进，如大比例尺地形图由于测量精度要求高，其测绘主要采用全站仪全野外数字化测图，而在其他领域，可采用遥感图像、卫星像片、航空摄影像片和三维点云等自动生成各种比例的专题地图； 在施工放样中，仍需采用全站仪或GPS逐点在现场测设点位；在变形监测中，监测点的位移大多采用传统方法获得，且基本是按点测量，分辨率较低，在其他领域，可采用合成孔径雷达等技术进行监测，自动获取数据，且分辨率高。

3) 理论方法发展缓慢。最小二乘法是工程测量领域传统的数据处理理论和方法，虽然近年来有一些新的理论方法得到研究和应用，但生产实践中最小二乘法仍然是最主要的实用方法，新的理论方法在实践中的应用并没有得到普及应用，这一方面说明新的理论方法较少，同时也说明了新理论和技术不够完善，还有待提高。

4 工程测量的发展对策

根据我国当今建设现状与测绘科技的发展水平，考虑测绘市场需要，工测单位应该采取相应的措施，在传统测绘技术的基础上，形成现代测绘技术的生产力，创造提高自身水平与扩大服务范围的条件，赢得更多的测绘工程，提高经济效益。

（l）根据自身条件，建立和形成数字化测绘生产能力，适应测绘市场需要，争取更多的测绘生产任务。其核心是培养数字化测绘技术人才，选择功能齐全、操作方便和运行可靠的数字化测绘软件系统。最好是选择以数字化测图为主，并具有道路、线路工程的勘测、设计、施工一体化的软件，形成勘测、设计、施工一条龙服务能力，创造更好的经济效益。

（2）培养掌握GIS的队伍，研制适应我国情况的专用数据库系统软件，为用户提供建立各种专用数据库的服务能力。培养地图扫描数字化技术人员，选择优秀的地图扫描数字化软件，形成扫描数字化生产能力。培养一支有地下管线探测能力的作业队伍，把数字化测绘技术、GIS建库技术与扫描数字化技术结合起来，承担建立城市建设、土地管理与工业企业总图管理数据库的全部任务，即承担专用信息工程服务项目，将会取得可观的社会效益和经济效益。

（3）改善仪器设备，形成较高的工程控制网与监测网、精密施工测量、特种精密工程测量生产能力；建立适应自身条件的三维工业测量系统，向工程建设和工业建设的深度、广度进军，开拓高科技、高附加值的测量生产任务，提高工程测量自身社会价值，创造较好的经济效益。

参考书目：

[1] 教育部考试中心.高等教育学[M].北京：高等教育出版社.2009.

[2] 骆东森.我国大地测量仪器的发展现状及展望[J].激光与光电子学进展,1995(5).

精密测量技术论文篇2

【关键词】精密数控磨床 检测 仿真实验 技术 分析

计算机仿真技术与数控技术的融合并形成了现代意义上的虚拟数控加工仿真技术。通过对数控加工仿真技术的应用，能够在进行工件加工之前，对数控加工操作所对应的代码进行验证，以此种方式能够避免精密数控磨床在工件加工的过程当中，出现干涉、或者是碰撞方面的问题。同时，现阶段的精密数控磨床还支持通过对刀具、工件、加工环境、以及刀具路径过程进行模拟的方式，避免所加工工件因程序误差而出现零件报废、或者是夹具损坏方面的问题。从这一角度上来说，在对工件进行超精密加工的过程当中，通过可靠的检测配合虚拟仿真的方式，对于提高加工作业质量与效率而言均是至关重要的。本文主要就精密数控磨床检测与仿真实验方面的相关问题做详细分析与说明。

1 精密数控磨床检测技术及其要点分析

在现阶段的技术条件支持下，从精密数控磨床检测实施环境的角度上来说，所涉及到的检测方式包括以下几种类型：离线式检测；在位式检测；在线式检测。结合磨削加工系统的实际情况来看，真正意义上在线式检测的实现难度还比较的大。因此，针对精密数控磨床而言，所对应的检测技术以在位式检测为主。

从理论上来说，在位式检测的核心在于：在工件加工作业完成后，对工件进行检测并不需要将其自机床上卸下。因此，应用在位式检测的方式，仅能够对工件加工后的结果进行反应，对于加工过程中，工件形态的变化并无法直接表示出来。但，从实际应用的角度上来说，在位式的检测技术能够实现加工与检测的有效融合，一方面能够使加工后的测量更加自动，另一方面能够有效缩短检测耗时，具有综合性优势。

在引入在位式检测技术的前提条件下，对于整个精密数控磨床而言，具体的检测系统应当由以下几个方面所构成：磨床床体；数控系统；伺服系统；测量系统；计算机系统。具体的在线检测系统结构示意图如下图所示（见图1）。

在将该检测系统应用于精密数控磨床的过程当中，其具体的检测流程可以概括为：在精密数控磨床对工件进行初次加工作业完成后，直接在精密数控磨床上进行相关参数的检测。检测过程当中，工件装夹安装在工作台台面上，同时，传感器装置安装在主轴部件上，因此主轴部件的运动会带动传感器装置的运动。测量人员可以直接在PC机上，根据所加工工件的具体类型以及在检测精度方面的要求，对检测路径进行合理的规划，并对测量点坐标进行合理计算。在此基础之上，由该精密数控磨床检测系统控制软件生成相关的NC代码，支持检测作业的完成。所生成的检测NC代码能够自接口中传入CNC系统内部。与此同时，传感器采样频率等参数设置完成后，以NC程序对精密数控磨床的运动动作进行控制，并在此过程当中，对工件表面的数据进行及时采集，并以PC机终端对数据进行处理，将粗大误差进行剔除，从而获取真实性的面形数据。更加关键的一点在于：通过对工件面进行评定的方式，还能够将相关数据作为补偿加工的依据与支持。

2 精密数控磨床仿真实验技术及其要点分析

现代意义上的虚拟制造技术表现出了包括反复性、集成性、虚拟性、并行性、以及人机交互性在内的多点特点，与机械加工作业之间有着高度的契合性。对于精密数控磨床而言，从仿真实验的角度上来说，检测仿真与磨削加工过程的几何仿真有着高度的一致性特征。比较显著的区别在于：在精密数控磨床仿真系统砂轮箱外部安装有相应的传感器装置。在对NC程序进行读入的基础之上，对传感器所覆盖的行走坐标点进行合理提取，从而使砂轮能够受驱动作用力影响，带动传感器装置的持续运动。精密数控磨床检测仿真以图形化为载体，能够将精密数控磨床在进行工件加工过程当中的检测过程中真实且可靠的在线出来。以此种方式，能够更加直观与形象的对检测路径进行检查。更加关键的一点在于：以此种方式，在精密数控磨床的运行过程当中，能够避免对工件、以及传感器产生损坏影响。

3 结束语

从机械加工的角度上来说，加工工件的外形精度、表面精细度、以及加工质量均会受到精密磨削技术应用质量的影响。高质量的精密磨削技术有利于所加工表面精度、光洁度的高水平发挥。在现阶段的技术条件支持下，从数控角度上来说，精密数控磨床应用于机械加工所表现出的优势极为突出，包括加工精度高、加工效率高、以及加工范围广等。更加关键的一点在于：通过对精密数控磨床的合理应用，能够最大限度的避免工件在搬至测量机而导致的重复定位误差问题，综合优势突出。总而言之，本文主要针对精密数控磨床检测与仿真实验过程中所涉及到的相关问题做出了简要分析与说明，希望能够引起各方特别关注与重视。

参考文献

[1] 柯晓龙，郭隐彪，张世汉等.高精密光学元件磨床的加工与检测系统的开发[J].厦门大学学报（自然科学版），2011.

[2] 曹翔，姚斌，张哲山等.五轴数控工具磨床虚拟检测及磨削仿真技术的研究[J].工具技术，2012.

[3] 徐俊杰，许黎明，胡德金等.基于数字图像的曲线磨床尺寸检测系统[J].仪器仪表学报，2004.

[4] 李炽岚，陈文杰，王如松等.浅析磨床数控化改造中的误差补偿与砂轮修整[J].中国水运（理论版），2007.

[5] 宋明轩，马兰，王军锋等.产品设计中的视野动态检测技术研究[C].2007国际工业设计研讨会暨第12届全国工业设计学术年会论文汇编，2007.

作者单位

精密测量技术论文篇3

关键词：GPS；精密单点定位；模型；航道测量

当前，我国的经济发展水平越来越高，国际地位和国家综合实力也在不断提升，从而带动了我国基础设施建设要去的增加。水运行业是我国经济发展的来源之一，水利工程建设也是我国基础设施建设的重要组成部分，所以国家发展战略的修改对我国的基础设施建设提出了更高的要求。对于航运设施建设而言，航运测量是一项基础性工作，测量的精确度及质量是保证航道性能的重要保证。随着航道测量要求的提高，航道紧密定位测量的标准、和形式种类也日渐丰富，传统的精密单点定位定位测量技术方法已经不能满足目前的测量需求，GPS定位技术的应用使其增强现展要求。

1 GPS技术在航道测量紧密单点定位中的应用概述

GPS技术是地理信息系统中一项精准度非常高的定位技术，该技术通过对现代先进信息技术的应用，为测量准确度的提高奠定了坚实的基础。随着地理信息系统中各项技术的发展，GPS技术也不断得到充实，技术水平和技术性能都得到了很大程度的提升，不仅提高了系统运行效率还将我国的地理信息系统以及精确定位系统带向了一个全新的发展阶段，IGS产品的产生和发展为GPS技术的发展奠定了前提。

2 精密单点定位技术

GPS精密单点定位技术基本思想简单，就是利用IGS提供的GPS精密轨道和精密钟差信息计算卫星坐标和钟差，同时应用比较完整的物理改正模型改正定位过程中的各种误差项，进行单站的绝对定位，以直接确定单测站在ITRF框架下坐标的一种定位方式。

目前主要有以下三种定位模型：传统模型、UofC模型和无模糊度模

型。

2.1 传统模型

GPS精密单点定位的传统模型，是采用双频GPS伪距和载波相位观测值的无电离层（Ionospheric-free）组合来构成观测模型。这种无电离层组合是减弱电离层影响最有名的公式，Zumberge，Kouba都采用这种组合作为精密单点定位的函数模型。

在模型运算的过程中相关研究人员还需要对模型中的无电离层组合的距离相位观测值进行考虑，其模糊程度对模型的运算结果也具有非常重要的影响。另外，无电离层组合的实际观测值中的观测噪声以及其买有被模型化处理的误差也会对整个模型的运算结果造成一定的影响。通过这些函数模型的精确计算，我们可以确定传统定位模型的精确程度，对其应用误差有一个清晰的了解。

2.2 UofC模型

加拿大Calgary大学的高扬于2002年提出的UofC模型与传统模型不太一样，除了采用无电离层相位组合外，还分别采用L1和L2频率的码和相位平均形式的组合。

这种模型虽然与传统的模型结构之间存在很大差异，大会其是建立在传统模型基础上的一种结构，所以在模型计算中会涉及到传统模型中的无电离层组合的观测值参数。另外，在这种模型中主要分为三种组合模式，每一种组合形式的观测值都会受到观测噪声及未被模型化误差参数变化的影响。

2.3 无模糊度模型

与上述两种模型不同，这种模型采用无电离层伪距组合观测值和历元间差分的载波相位观测值。由于历元间的差分处理，模型中的模糊度项被消除，不必再考虑模糊度的估计。

3 三种定位方法的精度分析和比较

本文利用所编的三种单点定位程序模块对某市连续运行参考站基准站的数据进行了处理，选用了某日两个小时的数据和单天的数据进行解算，卫星截止高度角为50，采样间隔为10s。

下图为分别利用三种形式的定位程序对2小时数据处理的结果与该点的已知ITRF框架坐标在X，Y，Z三个方向之间的差值图。

图1显示的是用P码伪距和广播星历用最小二乘法进行定位解算所得的结果与该点已知坐标值在三个方向上的差值曲线图，由图1可以看出，利用P码伪距和广播星历进行解算，2个小时的解重复性精度在2m以内。图2显示的是用P码伪距和精密星历用最小二乘法进行定位解算所得的结果与该点已知坐标值在三个方向上的差值曲线图，由图2可以看出，利用P码伪距和精密星历进行解算，2个小时的解重复性精度在1.5m以内。图3显示的是用载波相位和精密星历用卡尔曼滤波方法进行定位解算所得的结果与该点已知坐标值在三个方向上的差值曲线图，由图3可以看出，利用P码伪距和广播星历进行解算，2个小时的解重复性精度在0.5m以内。

从统计的结果可以得出如下结论：（1）采用伪距和广播星历以及伪距和精密星历定位精度较低，点位精度一般在lm和0.7m左右。（2）采用相位观测值并且辅以P码伪距观测值用附加模糊度参数的卡尔曼滤波参数估计方法进行定位，2小时点位精度可以达到0.3m左右。

5 结论

总而言之，GPS精密单点定位技术在我国航道测量技术的应用能够避免测量工作中会出现的很多误差，对提高测量精确程度具有十分重要的意义。该技术在操作实施过程中的流程比较简捷，不需要依靠其他的控制点作为辅助测量，并且对距离没有要求，使用这种技术进行航道测量的时候不要求一定要进行静态对顶测量，操持动态的方式进行测量操纵即可，在方便测量的同时还能满足精确标准。所以，该技术具有很多测量优势，能够很好的保证航道测量的准确性，所以在航道测量工作中已经得到了广泛推广，而且拥有良好的发展前景。

参考文献

[1]张军.GPS-RTK技术在航道测量中的应用[J].东北测绘，2002（01）.

精密测量技术论文篇4

[关键词]GPS技术 地形测绘 应用

[中图分类号] P228.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2014）-1-137-2

随着我国城市化进程的不断加快，城市规划和各类工程建设不断增多，对地形测绘数据的质量和精度要求也越来越高，这也推动了GPS技术在地形测绘中的应用。现目前GPS测绘技术主要有快速动态测量技术、快速静态测量技术以及常规静态测量技术，并在地形测绘中都得到了广泛应用，已成为主要的地形测绘方式。

1GPS技术概述

GPS系统即全球定位系统，是上世纪70年代美国研制的卫星定位导航系统，利用导航卫星来进行测时以及测距，具有全球性、全天候、连续性和实时性导航定位和定时功能，其保密性和抗干扰能力也相对较高，能够为不同用户提供精确的速度、时间以及三维坐标。随着GPS技术的不断发展，GPS技术被广泛应用于各个领域中，尤其是工程测量领域。GPS系统由空间部分的卫星星座、地面控制部分的地面监控系统以及用户设备部分的GPS信号接收机组成。GPS技术有着低成本、高精度以及高效率的优点，被广泛应用在现目前各种测绘中。GPS技术的原理是将高速运行的卫星瞬时位置最作为起算数据，使用空间距离交会方法来确定测绘点的准确位置，由于卫星位置已经相当准确，因此，GPS观测中获得的接收机至卫星间的距离也相对准确，便能够准确推算出用户GPS接收设备所在区域的相关参数，如时间、经纬度、海拔高度以及运动速度等相关参数。

2GPS技术优点

随着科技的不断发展，GPS技术由于其独特的技术优点被广泛应用于工程测量领域之中，GPS技术优点具体体现在以下几方面：

2.1定位精度高

通过大量的工程实践应用和试验证明，GPS技术所采用的载波相位观测量来进行静态相对定位，其定位精度非常高。运用GPS技术进行测量时，在基准线小于50km时，精准度能够达到1×10-6～2×10-6；在基准线小于100～500km时，精准度能够达到10-6～10-7。随着近年来GPS技术的不断发展，在基准线在1000km以上时，GPS测量的精准度能够达到或超过10-8。此外，GPS RTK能够达到厘米级和分米级的定位精度，能够有效满足现目前大多数工程测量需求，其精度如表1所示。

2.2观测时间短

采用GPS技术进行测量时，其观测时间相对较短。对200km以内基线的观测时间，采用GPS的静态定位观测单频接收机需要1h左右，双频接收机仅需要15～20min。若测量时采用GPS RTK实时动态定位，流动站点的观测时间仅需1～5min，便能完成准确观测，每站观测只需要几秒钟便能完成，大幅度提高观测作业效率。

2.3观测站间无需通视

现目前，一些测绘方法对通视要求条件相对较高，需要良好的通视，否则无法开展测绘工作，且测控网还需要有良好的图形结构。然而采用GPS技术进行测绘时，由于测绘站与观测站间的信号收发均为垂直收发，因此，观测站间无需通视，也不需要建造观测觇标，只需保证测绘点上方15°角的空间区域开阔便能开展测绘工作。采用GPS技术进行测绘时，不会受到图形结构的限制，使得测绘点的选择更加灵活，能够根据实际测量需求来进行观测点的选择，减少测绘工作量，如无需进行传统测量的过渡点等工作。值得一提的是，在实际的测绘过程中，GPS往往会和其他的测量方法联合使用，这时需要保证至少一个方向具有良好通视条件。

3地形测绘中GPS技术应用

地形测绘是土地测绘的一项重要任务。在地形测绘时，采用GPS动态测绘技术，不受通视条件和图形结构的限制，可以根据实际的测绘需要灵活选择测绘点，没有常规三角网布设时要求近似等边及精度估算偏低时应加测对角线或增设起始边等繁锁要求，只需保证测绘使用的GPS动态仪器的精度与地形控制测量的精度相匹配，测量点便符合GPS测绘动态选点要求。随着科技的不断发展，GPS技术的测绘精度和测绘速度不断提高，广泛应用于现目前的地形测绘中。GPS测绘技术主要有快速动态测量技术、快速静态测量技术以及常规静态测量技术，并都得到了广泛应用，已成为主要的地形测绘方式。对于边长在5km以内的一、二级地形控网基线进行地形测绘时可以采用动态测量模式，对于边长在10～15km的基线进行地形测绘时可以采用快速静态测量模式。GPS技术在地形测绘中应用如下：

3.1GPS地形控制网点的精度和密度

全测区的控制测量是地形测绘的首要任务，同时也是参数采集以及地形图件采集的基础。GPS地形控制网点的密度和精度，其主要目的是为测量土地的界址点服务。GPS地形控制网点的密度可以按照测绘区域的范围以及先后顺序分成加密网点和基本网点。城镇地区的界址点密度相对较大，为了确保GPS地形控制网点的点位精确，地形控制点密度应当增大，达到测定界址点的目的。相对其他常规网边长，GPS各边边长变化幅度更大，长短边的结合方式也更加灵活，因此应当分期布设各级网可视或一次性混合布设到密度需求量。

3.2位置基准点偏差对GPS测绘的影响

在采用GPS技术建立地形控制网时，GPS定位得到的三维坐标差是WGS-84坐标系的，GPS测绘数据与GPS在参考椭圆面上的位置基准有关。经度方向上的位置基准偏差能够导致GPS网产生整体旋转，对于精度要求较低的GPS网来说，位置偏差的影响可以忽略不计，对于高差要求较高的GPS网要求有精确的起算数据，因此，在测定高程时，为了避免误差，可以采用常规的测量方法。

3.3GPS地形控制网的优化

在传统的地形测绘中，兼顾成本、进度以及可靠性的地形测绘优化已取得一定成就。GPS测绘技术相比于传统的地形测绘技术，有着随机的模型以及复杂的函数，使得GPS地形测绘技术有着高精度、快速以及灵活的布网方式的特点，然而GPS测绘技术在地形控制网的设计方面仍然处在一些问题，需要不断进行优化，才能不断提高GPS测绘技术的精度和效益，保证地形测绘的效率和科学性。

4结束语

随着科技不断发展，推动了GPS技术的发展，使得GPS技术的精度和效率不断提高，并广泛应用于地形测绘中。GPS测绘技术主要有快速动态测量技术、快速静态测量技术以及常规静态测量技术，有着定位精度高、观测时间短以及观测站间无需通视的优点，在地形测绘中得到了广泛应用，已成为主要的地形测绘方式，然而为了保证地形测绘的准确性和精度，仍然需要对GPS技术进行不断优化。

参考文献

[1]孟凡东.浅谈GPS技术在地形测绘中的应用[J].科技资讯，2012，（25）：27-27.

[2]艾尼瓦尔・吉力力.论当今地形测绘技术的应用与发展[J].商品与质量・建筑与发展，2010，（9）：16，14.

精密测量技术论文篇5

【关键词】航空摄影；航空测量；加密措施

随着经济的发展，许多高新的计算机技术也开始应用在航空摄影测量中，比如陆地资源卫星、星载 SAR、机载激光雷达等。这些高新的技术极大的促使了航空摄影测量发展成为以空间数据为核心的加密技术处理方法。从技术上来说，这主要是以内业为主导的数据采集新模式。特别是航空摄影测量新技术，对于促进城市建设和城市发展都有极高的积极意义。当前航空摄影测量技术广泛应用于矿产勘探、城市交通等各种领域，并获得较为显著的成就。本文对当前航空摄影测量的加密措施进行了分析，并挖掘其中的逻辑和技术内涵，以期为加密措施的改进做出贡献。

1.航空摄影测量方法分析

目前航空摄影测量中最常见的三种加密措施主要有：全能法、分工法和综合法。

全能法指的是在摄影测量的过程中利用几何反转的原理，在立体测图仪内建立立体像和其缩小版的所摄地面几何模型的一种方法。在绘制过程中，还根据内方位的元素在立体的测图仪内放置像片，使摄影的光束与解密后的投影光束相近。

分工法（又叫微分法），指的是是根据平面和高程分求原则来测量的一种方法。主要使用立体量测仪来进行测量。

综合法指的是结合平板仪测量与摄影测量的一种方法。地形点的等高线与高程可以采用一般的野外测定方式来进行测绘，而地形图上的地物、地貌的平面地形则是采用像片纠正法来画出线划图与像片图。一般来讲，综合法主要适合用于测量平坦地域的大比例尺情形。

2.航空摄影测量加密措施的模型

航空摄影测量根据其测量方法的不同，有不同的加密措施，这些加密措施的基础是其对应的加密数学模型，所以需要对这些加密措施的模型进行仔细分析。

2.1常规的光束法局域网平差加密模型

常规的光束法局域网平差加密模型是在分析坐标基础上建立的一种观察模型，并对不同的坐标做详细的测量，建立独立影响的光束，算出一种加密在数字上的模板，从而建立一个完整的摄影测量模型。为保证本模型观测值的准确度，需要建立合理的相对应像点坐标，并通过建立的想点坐标来设定影像外各个防伪元素的数值。所以，在摄影测量过程里，航摄仪内部的方位元素是已知的。如果在区域网中测量的像点有不同的种类和数量，可以根据这些不同来建立有不同误差的方程。

本加密模型的理论基础是像点-投影中心-物点这三点处于一条直线上的中心投影共线方程：

（1）

式里面，x、y指的是以像主点作为原点的像平面的x轴、y轴坐标值；f指的是航摄仪的主距；X、Y、Z指的是物点的地面坐标值；XS、YS、ZS指的是影像外的方位线元素值；a1、a2、a3、b1、b2、b3、c1、c2、c3指的是用影像外的方位角元素来表示方向余弦的值。以像点坐标作为观测值，将物方坐标与影像外的方位元素作为待定参数，若已知航摄仪内的方位元素值，可对式（1）进行线性化求解，得误差方程式：

（2）

式里面，x0、y0指的是由影像外的方位元素值与地面坐标的近似值代入到式（1）中计算得到的像点坐标值。在区域网内量测n个像点，就可以列出n组式 （2）的误差方程。如果在区域网内量测的像点有足够多时，就可以用最小二乘平差的方法来整体的估计地面坐标与影像外的方位元素值的改正数，进而得出加密点的地面坐标与影像外的方位元素值，从而实现用二维影像来反推出三维物空间点的坐标的目的。

2.2 GPS 辅助的光束法局域网平差加密模型

GPS辅助的光束法局域网平差加密模型是在常规的光束法局域平差基础上建立的，并利用了最新的 GPS手段来获取航摄仪参数以确定三维空间内的观测值大小，从而实现数据观测和传输之间平稳进行。图1表示了GPS天线的相位中心和航摄仪的投影中心之间空间偏移向量AS。

图1带GPS航摄系统的空间偏移向量

3.加密措施的试验分析

不同的模型其算法及核心均不相同，要测试各种加密措施的加密特性，需要建立一个新的加密系统才能进行分析。首先，需要以WuCAPS为基础，将数字和自动化测绘相结合，并对测量结果进行检测分析。其中有几点需要注意的问题：

（1）不同的技术参数和航摄技术都需要建立一个完整的航摄负片，利用 WuCAPS和数字测量技术完成对地图的初步自动化测绘，同时，WuCPS技术又可以将不同时间检测到的数据进行汇总整理。再利用这些数据通过DGPS和IMU观测值进行二次联合处理，这样就可以得到不同方位的元素值。这是一种基于POS系统的测量技术，也是一种实现影像外方位元素采集和加密的新技术。

（2）为获取更精确的测量数据，需要使用专业的加密措施来进行加密处理，并借助专业的模式对其加密精度进行设置。

（3）加密过程中应尽量选择小的加密模型来进行，所加密的数据需要满足相应的4D产品要求，并适应复杂的地理形势。此外，POS 辅助的光束法局域网平差加密模型包括4个高程的检查点，在对4个检查点进行测量时，不可避免会产生一些残差。因此在检测过程中，需要对其加密精度进行严格把关。

（4）不同的设备在测试范围内，要明确其周边的布点光束法局域网平差值。所有在后期需要检测的点都要有其对应的实物点，以此保证立体测量的精度。此外，还可以引入POS系统外方位的元素误差，使测量值更加靠近实际值，使得测量数据更加客观、真实。

结束语

从上文分析可知，随着摄影技术及计算机技术的发展，航空摄影测量逐渐应用于各种地质和地区的监测和绘制中，这就要求根据测量技术研发其相应的加密措施，并对各种加密措施进行分析比较，选出最合理、有效的加密办法。经过分析可知，本文所讨论的二种加密措施均可以满足我国航空测量的加密需求，但其中相关技术还需进一步发展。因此，在后续的研究与实验中，应积极运用前沿技术，不断完善航空测量加密措施，实现高精度、高准确度的航空测量。

参考文献

[1]姚丰.现代航空摄影测量加密方法[J].中国科技信息，2014，（24）：157-158.

[2]贾宝国.浅谈航空摄影测量加密的措施[J].建材与装饰，2014，（31）：118-119，120.

精密测量技术论文篇6

关键词：GPS；精密单点定位；问题

中图分类号：P228文献标识码： A

引言

GPS的建成推动了人类导航定位的技术发展，使人类又进入了一个里程碑式的时代，它的应用渗透到了各行各业，比如在工程测量、大地测量等一系列测量活动中它都发挥了举足轻重的作用，为数据的采集提供了很多的方便。另外，随着该项技术的发展，它也不只是局限在最初的军事领域，它走入了人们的生产生活，如地壳运动测量，通过对该技术的运用，我们可以及时发现地壳的运动，在某种程度上能预先观测到可能发生的地质灾害，例如，通过GPS的检测人类观测到，目前印度洋板块每年仍在以微小的距离移动，这个检测是一个重大的发现，因为这一运动可能会导致相邻板块区域发生地震等地质灾害，这对人类灾难的预防将起到至关重要的作用。又比如生活中的旅游、车载导航等都随处可见GPS的身影，刑侦工作的侦查，走失人口的追踪等都用了GPS,它的技术力量也推动了这个社会的发展。

1、GPS精密单点定位技术的产生

GPS空间定位技术以其定位的高度灵活性和常规测量技术无法比拟的高精度成为现阶段常规大地测量的主要技术手段，彻底的改变了传统的野外测量模式，并且在可预见的一个时期内尚无一种技术手段可以代替。GPS空间定位技术同所有的新生事物一样，有着发生、发展、成熟的变化过程。随着我们对GPS空间定位技术本质认识的不断深入，在理论与使用方法上也在不断的进行创新。从第一代的伪距定位、载波相位测量到第二代的实时动态定位、广域差分技术，直至目前第三代的网络实时动态定位、精密单点定位技术，GPS空间定位技术留下了一条清晰的发展历程。第三代的网络实时动态定位、精密单点定位技术业已发展成熟，正处在面向实用推广的过程。美国喷气推进实验室（JetPropulsionLaboratory，JPL）是美国国家航空和宇宙航行局（NationalAeronauticsandSpaceAdministration，NASA）下属的一家科研机构，主要从事空间科学的研究。1997年以来JPL的研究人员利用该机构研制的GPS高精度定轨定位软件――GIPSY的某些功能模块实现了精密单点定位，并发表了多篇文章。由此宣告了一种全新的GPS定位模式的诞生。

2、精密单点定位国内外研究现状

近些年来，许多GPS研究学者为了提高GPS定位精度，开始对单点定位做了比较深入的研究。早在1995年，在美国科罗拉多大学举行的工UGG大会上，美国喷气动力实验室(JPL)宣称他们用G工PSY计算出来的GPS单点定位的内符合精度已达到cm级。1997年Zumbeger J F等人提出用高精度的GPS卫星星历和卫星钟钟差，以及双频载波相位观测值，采用非差相位模型来进行单点定位。其单天解的精度，在水平方向上±Icm，高程方向上±2cm。国外还有一些学者，如Nran的Theroux，加拿大Calgary大学的GAOY等人也对精密单点定位方法进行了研究。HatCh则提出用JPL实时定轨软件实现全球RTK计划，其目的是实现平面坐标精度士10om。著名的GPS数据处理软件Bernese在4.2版本中也增加了利用非差相位载波观测值进行单点定位的功能。与此同时，国内许多学者也对精密单点定位进行了深入的研究，如武汉大学博士研究生叶世榕利用自己提出的模型和自行研发的软件进行了试算，单天解的定位精度:B方向优于Icm，L方向优于ZCm，H方向优于3cm。利用单点定位技术进行动态定位时，初始化时间约为15min，单历元解的精度为:B、L、H方向均优于20cm，大部分解的精度优于10cm。利用GPS精密预报星历和实时估计的卫星钟差进行实时动态定位的精度大约为4Ocm左右。上述结果与国际上同类的结果基本上是一致的。经过10多年的发展，GPS理论基本已趋于成熟，特别是在静态定位方面，已经有了相当成熟的理论和解算软件。

3、精密单点定位技术的关键问题

3.1、在精密单点定位数据的预处理。主要包括探测和修复周跳，模糊度解算等。在双差观测值中，各种误差已经消除，仅包含可认为是白噪声的观测噪声的影响，因此，其探测和修复周跳比较容易。而精密单点定位中只能利用单站数据进行周跳的探测和修复，其修复质量的好坏依赖于码观测值质量的好坏。由于精密单点定位要采用载波相位测量值，模糊度解算就成为一个重点间题。特别是在精密单点动态定位中难度较大。

3.2、由于精密单点定位一般采用非差模型，这样它的数学模型就相对比较复杂，与双差不同，非差定位模式方式无法利用站间差分或星间差分消除观测中的各种误差，如对流层、电离层、接收机钟差及卫星钟差等的影响，定位时必须利用模型估计的方法消除这些误差的影响。

3.3、实时精密单点定位是目前国内外研究的重点和难点。进行实时精密单点定位时，要求提供实时的精密星历和卫星钟差。实时精密星历可采用由IGS所提供的间隔为15 min的精密预报星历，其精度估计约为25-40 cm左右。由于卫星轨道变化较为平缓，故可用高阶的拉格朗日多项式进行内插，求得观测瞬间的卫星位置的预报值。虽然IGS也提供间隔为15 min的卫星钟钟差的预报值，但这些预报值的精度偏低，且在15min的间隔内钟差还存在不规则变化，内插值的精度将进一步下降，从而影响精密单点定位的精度。

4、GPS精密单点定位技术的应用

在实际应用中若要采用GPS精密单点定位技术，必须解决两个问题，即数据的获取及数据处理。GPS精密单点定位需要的数据涉及到两类：GPS精密星历、精密卫星钟差数据――可通过相关的网站免费获得；GPS观测数据――GPS精密单点定位对观测数据要求为码观测值及双频载波相位观测值，这和普通的GPS测量没有区别。数据处理应包括两方面的内容：利用GPS卫星的事后精密星历、事后精密卫星钟差及观测数据解算待定点在ITRF参考框架瞬时历元下的坐标。然后，将待定点在ITRF参考框架瞬时历元下的坐标归算到习用的坐标参考框架下。通过以上步骤即可以完成整个定位过程。

GPS精密单点定位技术特别适合应用于高山林密、荒原戈壁等交通、通讯等困难地区。因为采用的是单机作业的模式，测量人员不必考虑同步观测的条件只要到达正确点位即可以开展作业，可以极大地提高作业效率。GPS精密单点定位技术在我国西部测图工程中已经有了广泛的应用。使用单位普遍认为该技术具有较高的精度、可靠性及作业效率，实践应用表明在合格的观测条件下，以单台双频测地型GPS接收机观测40分钟以上，可以获得在ITRF框架下2cm-4cm精度的定位结果。这样的测量成果可以满足绝大部分的控制测量要求。

5、结语

精密单点定位已经在控制测量中得到了实际的应用。目前国内外已经开发了一些相关的软件或者在软件中增加了精密单点定位功能如美国JPLGIPSYOASIS11软件，而加拿大卡尔加里大学的P3软件，瑞士的BERNESE4.2软件之中也增加了精密单点定位的功能。国内比如说武汉大学的Trip软件等等。当前加拿大的自然资源部(NRCan)则初步提供给用户在线精密单点定位解算的服务。对于RTK技术来说，精密单点定位技术表现出较大的灵活方便性。不要求建立高等级控制点，并且也不要求建立基站，每一个测站之间的距离较长。在任意地区则就进可以行高精度的点位测量以及地形图的测绘。

参考文献：

[1].GPS精密单点定位若干关键问题研究[D].西南交通大学,2008.

[2]李玮.GPS精密单点定位算法研究与软件实现[D].中国测绘科学研究院,2010.

[3]聂建亮.GPS精密单点定位算法及故障诊断研究[D].长安大学,2010.

精密测量技术论文篇7

关键词：精密工程测量学；运用；发展

中图分类号： TB22文献标识码：A 文章编号：

精密工程测量科学是探索地球空间中详细几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测量实现的理论办法及科学技术的一项运用行科学。它着重对建筑工程、器械和设施加以探究服务对象。

精密工程测量科学关键包含工程建筑为对象的精密工程测量和以设备与机器装配为对象的工业测量两个主要方面。在学科上可划分为普通精密工程测量和精密精密工程测量。精密工程测量科学的重要工作是对各种工程建设供应测绘保障，满足工程所提出的要求。精密精密工程测量代表着精密工程测量学的发展方向，大型特种精密工程建设是促进精密工程测量学科发展的动力。

一 精密工程测量学在现实工作中的详细运用

1、先进的地面测量仪器在精密工程测量中的运用

⑴ 电子经纬仪和全站仪的运用，是地面测量技术进步的重要标志之一。电子经纬仪具有自动记录、自动改正仪器轴系统差、自动归化计算、角度测量自动扫描、消除度盘分划误差和偏心差等优点。

⑵ 激光水准仪、全自动数字水准仪、记录式精密补偿水准仪等仪器的出现，实现了在几何水准测量中自动安平、自动读数和记录、自动检核测量数据等功能，使几何水准测量向自动化、数字化方向迈进。

⑶陀螺经纬仪是用于矿山、隧道等精密工程测量的另一类主要的地面测量仪器，新一代的陀螺经纬仪是由微机控制，仪器自动、连续地观测陀螺的摇动并能补偿外部的干扰，观测时间短、精度高，如Cromad陀螺经纬仪在7min左右的观测时间能获取3″的精度，比传统陀螺经纬仪精度提高近7倍，作业效率提高近10倍，标志着陀螺经纬仪向自动化方向迈进。

2、三维工业测量技术的兴起和运用

80年代以来，随着高新技术的发展和社会的进步，现代工业生产进入了一个新的阶段，三维工业测量系统是以电子经纬仪或近景摄影仪为传感器，在电子计算机的支持下而形成的三维测量系统，主要运用于以下的工业领域：汽车、飞机工业及空间技术等方面设计、试验、制造、组装过程中的测量和定位；工业用机器人的检测；卫星接收天线安装和维护的精度检测；生产自动化过程、生产过程控制、生产质量检验与检测的动态测量；负荷试验中变形与应变测定。

三维工业测量系统分为两大类，以电子经纬仪为传感器的工业大地测量系统和以近景摄影机为传感器的工业摄影测量系统。

工业摄影测量系统，通常是以近景摄影的方式实现的，其优点是通过像片提供大量信息，施测周期短，可在瞬间完成测量全过程，可对动态目标进行测量，可以多重摄影，有多余观测值，精度可靠。我国的工业摄影测量系统一般精度较低，但也较多地得到运用并取得显著成效。

3、GPS定位技术在精密工程测量中的运用

80年代以来，随着GPS定位技术的出现和不断发展完善，使测绘定位技术发生了革命性的变革，为精密工程测量提供了崭新的技术手段和方法。长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术，正在逐步被以一次性确定三维坐标的、高速度、高效率、高精度的GPS技术所代替，同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间；定位方法已从静态扩展到动态；定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。

在我国GPS定位技术的运用已深入各个领域，随着DGPS差分定位技术和RTK实时差分定位系统的发展和美国AS技术的解除，单点定位精度不断提高，GPS技术在导航、运载工具实时监控、石油物探点定位、地质勘查剖面测量、碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的运用前景。

4、数字化测绘技术在精密工程测量中的运用

大比例尺地形图和工程图的测绘，是城市与精密工程测量的重要内容和任务。常规的成图方法是一项脑力劳动和体力劳动结合的艰苦的野外工作，同时还有大量的室内数据处理和绘图工作，成图周期长，产品单一，难以适应飞速发展的城市建设和现代化工程建设的需要。

随着电子经纬仪、全站仪的运用和GEOMAP系统的出现，把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来，形成一个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统。系统可直接提供纸图，也可提供软盘，为专业设计自动化，建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。

根据调研的不完全统计，目前我国有60%城市与精密工程测量单位已不同程度的运用数字化测绘技术。

5、摄影测量技术的运用

摄影测量由于高质量的摄影机，高精度测量仪器和GPS以及计算机技术的运用，加上软件的不断改进和完善，测量精度和效率显著提高。摄影测量技术由于可以提供实时的三维空间信息，无需接触被测物体，以及野外工作量少、效率高和成果品种多等优点，具有广泛的运用前景。

近几年由于全数字摄影测量工作站的出现，为摄影测量技术运用提供了崭新的技术手段和方法。同时，由于GPS技术在摄影测量中的运用，大量减少野外控制点的连测，大大提高了航测的效率与效益，开创了摄影测量向自动化、数字化方向迈进。在国际上，如瑞士、美国、加拿大一些仪器厂商都先后研制和推出全数字摄影测量系统，并得到有效的推广与运用。

6、数据库技术与GIS技术的运用

随着测量数据采集和数据处理的逐步自动化、数字化，测量工作者如何更好地使用和管理好长期积累或收集的大量测绘信息，更好地为经济建设和国防建设服务，其最有效的方法是利用数据库技术或GIS技术建立数据库或信息系统。

我国有关高等院校或科研部门也积极开发GIS技术的运用研究，研制具有我国特色的GIS软件，武汉测绘科技大学、北京大学等研制的GIS软件具有较高水平，获得国家科委等主管部门的好评，结束了我国没有自己GIS软件的历史，标志着我国GIS技术研究与运用进入新阶段。

GIS作为信息科学和信息产业的一部分，在面向21世纪这个信息社会里的价值是不容怀疑的。为了使GIS技术在国民经济建设和社会进步中更好地发挥作用，政府和有关主管部门应给予重视和支持，各有关专业部门要加强合作，努力开创地理信息产业发展的新局面，去迎接信息时代的到来。

7、大型与精密精密工程测量的运用

改革开放以来，随着国民经济建设的飞速发展，大型工程建设、超高层建筑物与构筑物建设、大坝变形监测以及自动化生产线和超高精度的设备安装等愈来愈多，对精密工程测量工作者来说是实践的极好机会，也是极大的挑战。许多精密工程测量科技人员发挥了自己的聪明才智，以创造性的劳动，大胆地进行技术革新或技术攻关，解决各种技术难题，为各项大型和精密工程建设提供了可靠的测绘技术保障，出色地完成各项精密工程测量任务。

上海东方明珠电视塔、北京中央电视塔、广州国际金融中心大厦等超高建筑物或构筑物在全国不断涌现，表明我国建筑设计、施工水平已达到国际先进水平，也表明为设计、施工提供测绘保障的精密工程测量也达到先进水平。如广州国际金融中心大厦为103层，主层建筑物高432m，经过精密工程测量工作者的努力，各层中心偏差均在0～9mm，保证了大厦的建筑质量。

摆在我们面前的任务是：大力促进精密工程测量技术方法与手段的更新换代，积极推动新技术的推广与运用，充分利用GPS技术、GIS技术、数字化测绘技术、摄影测量技术、RS技术、“3S”集成技术及地面测量先进技术设备，把传统的手工测量向电子化、数字化、自动化方向发展；同时加强相关学科的研究，不断拓宽精密工程测量服务新领域，开创精密工程测量发展新局面，为推动我国精密工程测量科技进步而努力奋斗。

二 精密工程测量学的发展展望

展望21世纪,精密工程测量将在以下方面将得到显著发展：

测量机器人将作为多传感器集成系统在人工智能方面得到进一步发展，其运用范围将进一步扩大，影像、图形和数据处理方面的能力进一步增强。

在变形观测数据处理和大型工程建设中，将发展基于知识的信息系统，并进一步与大地测量、地球物理、工程与水文地质以及土木建筑等学科相结合，解决工程建设中以及运行期间的安全监测、灾害防治和环境保护的各种问题。

精密工程测量将从土木精密工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量，如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理。

GPS、GIS技术将紧密结合工程项目，在勘测、设计、施工管理一体化方面发挥重大作用。

数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为精密工程测量学专业教育的重要内容。

三 结束语

精密工程测量科学的进步关键体现在从一维、二维到三维和四维，以点出发发展到面的信息获得，从静态转向动态，从后处理向切实处理转变，从人的观察到机械自动观察，从大型特种工程到人体测量施工作业，从高空到地面、地下以及水下，从人工量测到遥测，从短期观察到长时间观察。测量精度从毫米级到微米乃至纳米级。精密工程测量学科的不断进步可以直接对完善人类的整体生活氛围、提升人类的生活质量发挥了非常关键的作用。

参考文献：

[1] 李青岳.精密工程测量学[M].测绘出版社,2008.

[2] 顾孝烈.测量学[M]. 同济大学出版社,2002.

精密测量技术论文篇8

[关键词]煤层气 地球物理勘探 地震勘探 测井技术 非地震勘探前言

中图分类号：P631 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）24-0355-01

对我国限定的煤层气资源评价结果的了解，我国目前的煤层气总量高达36.81万亿m3，是仅次于俄罗斯及加拿大，世界排名第三的煤层气发达国家。对煤层气勘探开发的力度要不断提升，这样可以使煤矿安全生产得到有效的发展，降低煤矿灾害，有效的使节能减排，更好的保护了环境资源。同时还可以改善我国的能源结构，为国民经济的长久发展打好基础。对煤层气进行勘探的方式有很多，普遍使用的有：地质法、地球物理法、地球化学法以及钻井法等。文章中重点对地震勘探、地球物理测井以及非地震勘探方式进行了分析讨论。

1 煤层气地震勘探

AVO 技术

当前 AVO 技术在煤层气勘探中应用广泛：

（1）建立煤层模型，进行 AVO 正演，得到含气煤层的 AVO 响应特征。

（2）在煤层气二维地震勘探中，提供各种图件。

（3）在三维三分量地震勘探中，进行方位 AVO 分析及裂隙探测。

AVO 技术的优点与发展趋势与常规天然气勘探中的 AVO 技术比较，煤层气勘探使用的 AVO 技术更有效率。主要有以下几个优点：

（1）煤层的构造结构简单、稳定。

（2）煤层反射振幅强，信噪比高。

（3）煤层的 AVO 异常特征简单而且多解性较少。

方位 AVO 分析、广角 AVO 分析、多波多分量 AVO 分析等技术的发展代表了当前 AVO 技术的发展趋势，其中方位 AVO 技术对于研究裂隙的发育情况、介质的物性参数等有很大作用。

2. 地震反演技术

地震反演是由地震资料获取地下地质信息的过程，它综合运用了地震、测井、钻井、地质等资料来探明地下煤层的分布状态。在煤层气勘探中，常用的方法包括叠前 AVO 反演和波阻抗反演。叠前 AVO 反演的理论基础是地震波的反射与透射理论。使用未叠加的地震资料，根据反射振幅随偏移距的变化规律，进行岩性参数的反演，通常可以获取纵横波速度、波阻抗、介质密度、泊松比等岩性参数。波阻抗反演可以用于计算含气煤层的厚度。此外，地震资料联合测井资料进行反演，还可以得到煤层顶界面的精细构造，为预测煤层气富集区提供依据。

3. 三维三分量地震探测技术

三维三分量地震探测技术不同于传统意义的三维地震，它在原来的纵波技术基础上，充分开发利用了横波技术。这种方法的理论基础是各向异性介质理论，地层的层状构造能在垂向上的各向异性反映出来，地层的横向上的微观构造则对应于水平方向上的各向异性。地震波横波可以分为快波、慢波，快慢波在煤层气储层中传播过程中遇到裂缝及煤层气时，能够产生旅行时差，并且旅行时差随煤层气含量增加而增大，所以，三维三分量地震探测可以有效预测煤层气储层的裂隙发育情况和煤层气富集区。三维三分量地震探测技术还可以用于确定煤层顶界面岩性、识别局部精细构造、估算煤层气储量、预测孔隙度等。

4. 煤层气地球物理测井

二十世纪三十年代末，翁文波院士将测井技术引入我国，历经几十年的发展，已经成为技术完备的高技术服务产业。测井技术在煤层气勘探中也有了相当的应用。煤层气测井中，有双重孔隙结构理论和各向异性理论，这是煤层气测井技术中的重点与难点。煤层气储层的测井解释根据煤层气储层地质理论，结合煤层气储层的测井响应特征，对于煤层气储层的解释，已有比较可靠的测井技术。

（1）储层识别与划分

煤层具备特有的电性特征，这对于储层识别具有重要意义。一般情况下，煤层的声波、中子、密度孔隙度基本相当，而煤层气的存在，使得中子孔隙度降低，声波、密度孔隙度升高，因而煤层气储层的中子孔隙度会低于声波、密度孔隙度。

（2）确定煤层厚度及埋深

目前，用于确定煤层厚度的测井技术已经十分成熟，分辨率已经达到厘米级，我国可以控制在十五厘米左右。

确定深度的具体方法一般有两种：一种以声波、密度、中子三条曲出现界面变化的半幅点为准，以其他曲线参考，人工划定；另一种是根据测井响应值自动划分。

（3）分析煤岩组分

煤岩组分一般包括固定碳、水分、灰分以及挥发分等，这几种组分之间具有良好的关系，尤其是固定碳、挥发分与灰分具有较好的相关性。一般情况下，灰分增加，固定碳迅速减少，挥发分慢慢增加，水分则近似于直线。目前分析煤岩组分常用两种方法：一种是统计相关分析法，根据灰分与固定碳、挥发分以及密度之间的相关关系，结合密度测井资料，可以求出煤岩的各组分含量。另一种是交绘图法，绘制煤岩组分与声波、密度响应值的交绘图版，也可以用于计算固定碳、水分、灰分等含量。

5. 其他地球物理勘探方法

与地震勘探方法相比较，非地震勘探方法，即普通物探方法，具备很多优点。例如，成本低，大概是地震勘探的几分之一甚至几十分之一；方法多种多样，重力、电法、磁法、电磁法等，这些方法还可以有效组合，获取全面信息，便于解释和预测。电磁法勘探举例目前，应用到煤层气勘探的电法、磁法勘探方法还比较少，有些还是在试验阶段。前人曾经在煤层气勘探中对高精度电磁频谱探测法进行了实际应用，获得了一定成果：

（1）相对电阻率曲线图，煤层与围岩有明显差异，煤层一般是高阻值，如果围岩是砂岩或泥岩，呈低阻值，如果围岩是灰岩或碳质页岩，会呈稍高阻值。（2）绝大多数大于一米的煤层会在高精度电磁频谱法曲线上清晰显示出来，有些煤层没有准确显示估计是由于观测次数有限。高精度电磁频谱法能够反映地下几米到数十米半径内的地质信息。（3）目前，相关技术还不够成熟，但是很有发展潜力，需要的人力物力少，成本很好控制；获取的地质信息清晰、准确，对于划分煤层厚度有重要意义。

参考文献

[1]Alex Chakhmakhchev. Worldwide Coalbed Methane Overview.SPE106850，2007：1-7.

[2] 苏俊 ， 王瑞和，赵贤正，等 . 煤层气勘探开发方法与技术 [M].北京 ： 石油工业出版社，2011：58-78.

[3] 高瑞琪 ， 赵政璋.中国油气新区勘探 [M]. 北京 ： 石油工业出版社 ，2001：52-54，126-136.