石油物探測量高程異常確定方案

李積成

摘 要：在我們的傳統石油物探測量中，通常采用一些高程異常軟件來獲得高程異常值，從而求的正常高，但是在一些特殊情況下我們可能不能獲得適合于該測區的高程異常軟件。本文就是試圖提出一種新的方案來提高測量成果高程精度及減少內業工作量，同時也可以為將來我們進行更高精度的測量提供一種測量方法。

關鍵詞：石油物探測量；高程異常模型；大地高；正常高

中圖分類號：P618.13 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）10-0160-02

1 現狀分析

1.1 高程異常利用現狀

近年來，在石油物探測量中，我們常常遇到以下幾種情況：無法獲得高程異常軟件；能夠獲得，但需要較長時間等待；甲方要求的高程精度高于現有的軟件。為了解決這些現實的問題，也為了我們將來開展石油物探測量以外的更高精度的測量工程，我們應該改進工作方式，解決束縛的同時提高測量精度。

1.2 勝利探區控制網現狀

在勝利石油物探測量中，還沒有進行過高精度的高程控制測量，也沒有進行過區域高程擬合，所得到的RTK成果的正常高的精度是有限的。如果用這種工作方式進行高精度的道路（如高速公路、國家一級公路）、橋梁、水利甚至大比例尺的地形測量等，是不能達到規范要求的，CQG2000等軟件更不能滿足這樣的測量項目的精度要求。

2 高程異常及常用的高程異常軟件

2.1 高程異常

GNSS測量采用的是大地高程系統，是以橢球面為基準面的高程系統。大地高的定義是，由地面點沿通過該點的橢球面法線，到橢球面的距離，通常以H表示。利用GNSS定位技術，可以直接測定觀測站在WGS-84坐標系中的大地高程[1]。

似大地水準面與橢球面之間的高程差，稱為高程異常。正常高與大地高之間的轉換關系如下：

H=Hγ+ζ

其中，Hγ為正常高，ζ為似大地水準面的高程異常。

2.2 常用的高程異常軟件

我們常用的高程異常處理軟件有COOR、CQG2000等，全國整體精度約為±0.2m。比我國第一代大地水準面成果（CQG1980）提高一個數量級。但是就局部而言精度可能非常低，所以不適合于較小區域、較高密度的測量項目。而西方發達國家的高程異常處理軟件已經達到二等水準測量的精度了。高程擬合的常用方法有均值掛靠法、三次樣條曲線擬合法、曲面擬合法。

3 高程異常在石油物探測量中的確定方法的建議

在實際石油物探測量工作中，對于二維物探測量而言，測線往往很長，有的甚至達到一二百公里，適合使用三次樣條曲線擬合，它既避免了整體擬合精度差的弊端，也避免了分段擬合的不連續性；對于三維物探測量而言，由于測線分布均勻，適合使用曲面擬合；對于小區域低精度測量項目可以考慮使用均值法。

3.1 高程控制測量

由以上分析我們已經知道，變我們可以改傳統的作業模式，使用一種新的方法進行測量施工。首先，獲得盡可能多水準點。然后加密控制點后進行高程控制測量（一般情況下，對1/2個測區控制點進行控制測量就可以了）。進行高程控制測量時可以采用精密的水準測量或者是三角高程測量。已經可以證明，三角高程測量可以代替四等甚至三等水準測量[2]。

3.2 GNSS控制測量

利用GNSS進行三維控制測量，然后通過后一定的高程擬合方法就可以獲得高程擬合模型（WGS84橢球到似大地水準面），由于建立這個模型的數據來源是工區內的點，且點的分布密度要大于CQG2000在本工區的分布密度，所以該模型的精度應該高于CQG2000。以下是對比數據表1所示。

從表1可知，5至9個已知水準點參與計算出待定點的高程，分別與水準高程比較，相差最大的為0.0131m；最小的為0.0001m。相同點不同已知條件計算出的高程之差最大為0.0090m；最小的為0.0015m。所以說精度是相當高的。

這一步涉及到轉化參數求取的問題，因為在石油物探測量中我們往往只能獲得工區內極少數的三角點，其高程為1956年黃海高程。我們可以變換一種思路來求解轉換參數，方法如下：GNSS定位儀利用工區內已知控制點的WGS84坐標和當地坐標及水準高程求解WGS-84橢球到當地橢球的轉換參數。當利用這套參數進行作業時，對測量點的平面坐標精度幾乎沒有影響。事實是，這一點無論理論上還是從實際對比數據上都已經被證明了。這樣我們就可以利用這一套參數獲得RTK測量點的當地平面坐標，而正常高則通過WGS-84的大地高及我們建立的高程異常模型來獲得

3.3 獲取測量點正常高

利用求取的高程異常模型獲得測量點的正常高，統方式如圖1所示。

可見其流程比較繁瑣，我們可以采用更為簡便的方式，有兩種方式，如果第一種方式能夠實現，這種方式將是一種值得應用于石油物探測量、特別是值得應用更高精度的工程測量的測量方式。

圖2所示，第一種方式使GPS定位儀具有這樣的功能：在測量作業時要求用戶輸入工區轉化參數，同時還可以調用用戶自己的高程異常模型（WGS-84橢球到似大地水準面），這樣我們就可以直接獲得RTK測量點的更高精度的正常高，而不必每天都要進行橢球高到正常高的轉換。這個功能應該能夠實現或者是一些品牌的定位儀已經實現。

圖3所示，第二種方式就是利用我們自己建立的高程異常模型來確定RTK測量點的正常高，其原理同利用已知的高程異常軟件相同。只是要把這個模型調用于數據處理軟件中（如TGO），從而直接獲得各個點的正常高。

4 結語

通過上述方式獲得的高程異常模型，不但能夠滿足石油物探測量的要求，而且能夠滿足更高的工程測量的要求。所以在以后的石油物探測量中，如果我們難以獲得滿足甲方精度要求的高程異常軟件的話，我們可以考慮自己建立高程擬合模型。而且采用這種方式，也能很簡單的求取精度較高的轉換參數，不必像以往那樣通過三角點水準高+高程異常軟件的方式獲取。

參考文獻

[1]SY/ T517121999.石油物探測量動態測量規范[S].

[2]楊波.GPS高程代替四等水準高程的應用與探討.廣東水利電力職業技術學院學報，2006（1）：22-24.