石油地質(zhì)測(cè)繪中GPS技術(shù)的應(yīng)用

高浩群（中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理公司裝備服務(wù)處，河北 涿州 072750）

石油地質(zhì)測(cè)繪中GPS技術(shù)的應(yīng)用

高浩群（中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理公司裝備服務(wù)處，河北 涿州 072750）

GPS技術(shù)（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）是利用衛(wèi)星系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位、導(dǎo)航、跟蹤等功能的現(xiàn)代化高科技通信技術(shù)，在勘察與測(cè)繪領(lǐng)域中的應(yīng)用也較為廣泛，本文就中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理公司在石油地質(zhì)測(cè)繪中GPS技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析與闡述，旨在讓更多人了解這種先進(jìn)的定位技術(shù)，進(jìn)一步提高地質(zhì)測(cè)繪的科技水平與測(cè)繪效率。

地質(zhì)測(cè)繪；GPS；實(shí)施差分測(cè)量

GPS技術(shù)最早的應(yīng)用是從美國(guó)先開(kāi)始的，最初應(yīng)用于軍事領(lǐng)域與交通領(lǐng)域，能夠利用人造衛(wèi)星來(lái)進(jìn)行準(zhǔn)確定位，技術(shù)應(yīng)用的成本較為低廉，具有簡(jiǎn)單、便捷、實(shí)時(shí)性、可靠性等優(yōu)勢(shì)。隨著GPS技術(shù)的不斷完善，這一技術(shù)逐漸應(yīng)用于更加廣泛的領(lǐng)域，也為空間點(diǎn)位的確定起到了巨大的作用。

1 控制網(wǎng)點(diǎn)的測(cè)定

地質(zhì)測(cè)繪工作中，測(cè)繪網(wǎng)的確定通常都是以基線(xiàn)會(huì)勘探線(xiàn)共同組成，就測(cè)繪區(qū)域而言，如果不具備尺寸比例較大的條件，則應(yīng)當(dāng)構(gòu)建測(cè)繪控制網(wǎng)，并以之為基礎(chǔ)開(kāi)展測(cè)繪工作。在測(cè)繪區(qū)域范圍內(nèi)，利用層次劃分的方式對(duì)控制網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行布設(shè)，合理的網(wǎng)點(diǎn)布設(shè)能夠?yàn)闇y(cè)繪區(qū)域內(nèi)部各點(diǎn)位提供一定的參考數(shù)據(jù)，也有助于在區(qū)域測(cè)繪網(wǎng)內(nèi)確定一個(gè)長(zhǎng)短邊有機(jī)結(jié)合的控制結(jié)構(gòu)。GPS技術(shù)在石油地質(zhì)測(cè)繪中的應(yīng)用比較多元，可以采用最為原始的靜態(tài)法、快速靜態(tài)法等，會(huì)為地質(zhì)測(cè)繪帶來(lái)不同的效果，需要依據(jù)測(cè)繪的實(shí)際需要來(lái)具體選擇。另外，測(cè)繪區(qū)域中，控制點(diǎn)的布設(shè)也需要依據(jù)測(cè)繪的工作需要來(lái)加以確定，例如，某油田開(kāi)發(fā)與測(cè)繪工程中，就控制點(diǎn)的布設(shè)是在充分考量當(dāng)?shù)氐匦巍l件、交通等各種情況，最終沿公路距石油開(kāi)發(fā)井口3000米左右的路邊，選定一處地質(zhì)較高、地質(zhì)結(jié)構(gòu)牢固的位置進(jìn)行控制點(diǎn)布設(shè)。

2 GPS網(wǎng)的觀測(cè)

在確定GPS測(cè)繪網(wǎng)點(diǎn)之后，就需要對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行觀測(cè)與計(jì)算。在觀測(cè)中需要采用同步圖形技術(shù)來(lái)進(jìn)行點(diǎn)位連接，這個(gè)過(guò)程中，采用不同的連接方式能夠產(chǎn)生不同結(jié)構(gòu)的控制網(wǎng)，現(xiàn)階段，在地質(zhì)測(cè)繪中最為常用的連接方式包括點(diǎn)連接、邊連接與網(wǎng)連接，其中邊連接與網(wǎng)連接方式的應(yīng)用更加廣泛。邊連接方式，是指相鄰兩個(gè)同步圖形之間進(jìn)行兩點(diǎn)以上的連接，相較而言，網(wǎng)連接方式會(huì)更加具有圖形強(qiáng)度，能夠進(jìn)行多期觀測(cè)，但在實(shí)際應(yīng)用中的使用效率比較低下，因而在實(shí)際觀測(cè)工作中通常會(huì)采用兩種及以上連接方式來(lái)進(jìn)行觀測(cè)，從而確保觀測(cè)效率與準(zhǔn)確性。另外，觀測(cè)時(shí)間的長(zhǎng)短也會(huì)對(duì)觀測(cè)精確性與有效性起到?jīng)Q定性作用，因而在實(shí)際的觀測(cè)工作中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循相關(guān)的觀測(cè)規(guī)范與觀測(cè)準(zhǔn)則來(lái)確定觀測(cè)時(shí)長(zhǎng)，并運(yùn)用科學(xué)的計(jì)算方式來(lái)觀測(cè)數(shù)據(jù)的整理與核算，確定網(wǎng)點(diǎn)坐標(biāo)與其他相關(guān)參數(shù)，以作為測(cè)繪區(qū)域中控制網(wǎng)確定與物理點(diǎn)放樣的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[1]。GPS網(wǎng)的觀測(cè)除了需要選定最佳觀測(cè)時(shí)間之外，還應(yīng)當(dāng)以先進(jìn)的儀器與觀測(cè)方法來(lái)保證觀測(cè)質(zhì)量，例如，某油田開(kāi)發(fā)與測(cè)繪工程中，為了確保觀測(cè)的真實(shí)性與可靠性，在開(kāi)展靜態(tài)觀測(cè)之前，首先查看星歷以確認(rèn)最佳觀測(cè)時(shí)間，繼而采用多臺(tái)Trimble 5700 GPS接收機(jī)進(jìn)行信息接收，在觀測(cè)中設(shè)置了兩個(gè)不同時(shí)段，兩個(gè)時(shí)段中間有著較長(zhǎng)的時(shí)間間隔，并在觀測(cè)中詳細(xì)記錄了觀測(cè)方法、時(shí)間與數(shù)據(jù)庫(kù)等內(nèi)容。

3 GPS實(shí)時(shí)差分測(cè)量

在地質(zhì)測(cè)繪工作中，實(shí)施差分測(cè)量方式的應(yīng)用較為普遍，通常來(lái)說(shuō)，物理點(diǎn)的放樣會(huì)以這種方式來(lái)進(jìn)行，在運(yùn)用實(shí)施差分測(cè)量方式的過(guò)程中，需要著重考量參考站與流動(dòng)站之間的數(shù)據(jù)連接情況，依據(jù)測(cè)繪區(qū)域內(nèi)無(wú)線(xiàn)電信號(hào)受到的干擾來(lái)確定更好的無(wú)線(xiàn)電頻道。通常來(lái)說(shuō)，流動(dòng)站與參考站之間應(yīng)當(dāng)保持15000米以?xún)?nèi)的空間距離，在實(shí)際的設(shè)置過(guò)程中應(yīng)當(dāng)依據(jù)流動(dòng)站工作的空間范圍，在范圍中間較高的位置來(lái)進(jìn)行參考站的設(shè)置。在測(cè)繪區(qū)域內(nèi)，依據(jù)GPS控制點(diǎn)布設(shè)的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行區(qū)塊劃分，以分別進(jìn)行測(cè)繪工作，流動(dòng)站開(kāi)機(jī)之后需要對(duì)各項(xiàng)作業(yè)項(xiàng)目的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢查，確保其準(zhǔn)確性，繼而就兩個(gè)以上物理點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)工作，或者可以就同一物理點(diǎn)進(jìn)行兩次以上的復(fù)測(cè)。

4 測(cè)繪數(shù)據(jù)處理

在測(cè)繪工作結(jié)束之后，還需要對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行技術(shù)處理，而測(cè)繪處理主要分為兩個(gè)部分，第一，對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理工作，是利用GPS技術(shù)來(lái)進(jìn)行的，是指利用各種數(shù)據(jù)編輯與整合手段，對(duì)原始觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，以便于接下來(lái)開(kāi)展數(shù)據(jù)核算與分析。運(yùn)用GPS技術(shù)進(jìn)行石油地質(zhì)測(cè)繪工作，需要在測(cè)繪數(shù)據(jù)預(yù)處理的基礎(chǔ)上，計(jì)算基線(xiàn)向量，將基線(xiàn)向量與復(fù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行充分比對(duì)，以進(jìn)一步確保測(cè)繪數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。第二，對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，是在預(yù)處理的基礎(chǔ)之上，以預(yù)處理之后的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行平差計(jì)算，在這個(gè)環(huán)節(jié)中，以獨(dú)立基線(xiàn)構(gòu)成閉合圖形，以三維基線(xiàn)與方差共同作為測(cè)繪信息與數(shù)據(jù)，進(jìn)行觀測(cè)網(wǎng)的三維無(wú)約束平差計(jì)算，并以之為數(shù)據(jù)確定標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定觀測(cè)量的有效性，以國(guó)家大地坐標(biāo)系為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行二維的約束平差。另外，如果起算點(diǎn)只有一個(gè)，則可以建立地方大地坐標(biāo)系。獨(dú)立地方大地坐標(biāo)系的構(gòu)建過(guò)程中，如果測(cè)繪區(qū)域內(nèi)的高程平均值達(dá)到了一定的水平，可以以這一高程平均值作為坐標(biāo)投影面，如果測(cè)繪區(qū)域遠(yuǎn)離該時(shí)區(qū)的中央子午線(xiàn)，則應(yīng)當(dāng)選定經(jīng)過(guò)測(cè)繪區(qū)域的子午線(xiàn)代替該時(shí)區(qū)的中央子午線(xiàn)[2]。

5 結(jié)語(yǔ)

本文闡述了是由地質(zhì)測(cè)繪中GPS技術(shù)的應(yīng)用，是從測(cè)定控制網(wǎng)點(diǎn)、GPS網(wǎng)的觀測(cè)、實(shí)時(shí)差分測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用與最終測(cè)繪數(shù)據(jù)的處理四個(gè)方面進(jìn)行著手的。需要注意的是，地質(zhì)測(cè)繪工作中必須嚴(yán)格遵循相關(guān)技術(shù)應(yīng)用規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，如《全球定位系統(tǒng)（GPS）測(cè)量規(guī)范》中的技術(shù)要求，以確保測(cè)繪的準(zhǔn)確性與有效性。

[1]肖雪.地質(zhì)測(cè)繪GPS的應(yīng)用分析[J].大科技,2016(29).

[2]楊金波.談石油地質(zhì)勘探測(cè)繪中GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法的應(yīng)用[J].中國(guó)科技博覽,2014(14):297-297.