地震勘探中的GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用分析

李涵

摘 要：隨著GPS定位、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)分析和遠(yuǎn)程傳輸?shù)燃夹g(shù)的發(fā)展與普及，GPS定位測(cè)量在地震勘探中起到了越來越重要的作用。而地震勘探技術(shù)在我國(guó)能源勘探領(lǐng)域的運(yùn)用也是越來越廣泛，對(duì)提高能源產(chǎn)量、保證經(jīng)濟(jì)快速健康發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。因此，文章基于現(xiàn)階段地震勘探技術(shù)的發(fā)展情況，對(duì)GPS定位測(cè)量的應(yīng)用做了簡(jiǎn)要論述。

關(guān)鍵詞：地震勘探；GPS測(cè)量技術(shù)；應(yīng)用

一、GPS定位測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)

GPS定位測(cè)量技術(shù)是基于GPS衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)的廣闊平臺(tái)，通過發(fā)送導(dǎo)航定位信號(hào)，進(jìn)行靜態(tài)定位、動(dòng)態(tài)定位和速度測(cè)量等工作，并通過衛(wèi)星向用戶提供實(shí)時(shí)的、全天候的、全球性的導(dǎo)航服務(wù)。正是憑借信息面廣、信息層次豐富、信息采集方便快捷等特點(diǎn)，GPS定位測(cè)量技術(shù)在地震勘探測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用。

二、GPS定位測(cè)量技術(shù)的基本定位模式

GPS定位測(cè)量技術(shù)的基本定位模式分為靜態(tài)定位功能和動(dòng)態(tài)定位功能。一般認(rèn)為，在進(jìn)行GPS觀測(cè)資料的處理過程中，當(dāng)待測(cè)地點(diǎn)的坐標(biāo)系是固定位置，不發(fā)生變化時(shí)，確定的待測(cè)點(diǎn)的位置稱為靜態(tài)定位。而通過GPS信號(hào)實(shí)時(shí)地測(cè)得相對(duì)于地球運(yùn)動(dòng)的用戶天線的狀態(tài)參數(shù)，從而實(shí)時(shí)確定GPS信號(hào)接收天線的所在位置稱為動(dòng)態(tài)定位。

1、靜態(tài)定位

在實(shí)際的地震勘探工作中，靜態(tài)定位主要是用來建立工區(qū)內(nèi)的GPS控制網(wǎng)，并通過利用GPS快速靜態(tài)定位的方法建立相應(yīng)的檢查點(diǎn)或者加密、延伸控制點(diǎn)等。工作中，當(dāng)進(jìn)入新探區(qū)后，選取新的控制點(diǎn)位置，進(jìn)行GPS控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)，完成工程的基本設(shè)計(jì)要求。在這些工作的基礎(chǔ)上，利用快速整周模糊度解算法原理，在接收基準(zhǔn)站和衛(wèi)星的同步觀測(cè)數(shù)據(jù)的同時(shí)，實(shí)時(shí)解算整周未知數(shù)和用戶站的三維坐標(biāo)，得到實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)，達(dá)到進(jìn)行臨時(shí)檢測(cè)和加密控制的目的。

2、動(dòng)態(tài)定位

動(dòng)態(tài)定位的實(shí)現(xiàn)主要是通過在運(yùn)動(dòng)載體上安設(shè)GPS信號(hào)接收機(jī)，從而實(shí)時(shí)地測(cè)得GPS信號(hào)接收天線的位置。而實(shí)際的野外勘探測(cè)量工作中，要想在野外實(shí)地上實(shí)現(xiàn)接受點(diǎn)和激發(fā)點(diǎn)的準(zhǔn)確放樣，必須運(yùn)用RTK/RTD技術(shù)對(duì)流動(dòng)站GPS信號(hào)接收天線的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)定。主要的技術(shù)有實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)載波相位差分技術(shù)（簡(jiǎn)稱GPSRTK）和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)偽距差分技術(shù)（簡(jiǎn)稱GPSRTD）。前者主要是進(jìn)行兩個(gè)測(cè)站載波相位觀測(cè)量的差分進(jìn)行處理的方法。后者更是由于效益高、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在海洋、沙漠等特殊位置、環(huán)境下的地震勘探測(cè)量工作中發(fā)揮了一定作用。

三、GPS網(wǎng)的布設(shè)概述

1、GPS網(wǎng)布設(shè)的具體方法

采用同步圖形擴(kuò)展式：同步圖形擴(kuò)展式的布網(wǎng)形式，就是多臺(tái)接收機(jī)在不同測(cè)站上進(jìn)行同步觀測(cè)，在完成一個(gè)時(shí)段的同步觀測(cè)后，又遷移到其他的測(cè)站上進(jìn)行同步觀測(cè)，每次同步觀測(cè)都可以形成一個(gè)同步圖形，在測(cè)量過程中，不同的同步圖形間采用邊網(wǎng)連接方式，整個(gè)GPS網(wǎng)由這些同步圖形構(gòu)成。在地震勘探控制測(cè)量中，GPS網(wǎng)的布設(shè)是關(guān)鍵。之所以要進(jìn)行GPS網(wǎng)的布設(shè)，不但要為了有效的劃定測(cè)量范圍，同時(shí)也是對(duì)測(cè)量地點(diǎn)以及測(cè)量區(qū)塊的全面觀測(cè)。通過GPS網(wǎng)的布設(shè)，能夠?qū)λ鶞y(cè)量的范圍有初步的認(rèn)識(shí)，還能掌握測(cè)量范圍內(nèi)的地形特點(diǎn)，并對(duì)可能出現(xiàn)的測(cè)量問題以及影響測(cè)量準(zhǔn)確性的因素進(jìn)行預(yù)估。所以，做好GPS網(wǎng)布設(shè)，在實(shí)際布設(shè)過程中采取科學(xué)方法，是提高GPS網(wǎng)布設(shè)效果的關(guān)鍵，也是做好GPS網(wǎng)布設(shè)效果的重要措施。

2、GPS網(wǎng)布設(shè)的注意事項(xiàng)

基于GPS網(wǎng)布設(shè)對(duì)地震勘探控制測(cè)量結(jié)果的影響，在GPS網(wǎng)布設(shè)過程中，應(yīng)注意三個(gè)方面：首先，GPS網(wǎng)布設(shè)應(yīng)選準(zhǔn)布網(wǎng)形式。目前最科學(xué)的布網(wǎng)形式就是同步圖形擴(kuò)展式，這種布網(wǎng)形式覆蓋面廣，能夠保證測(cè)量范圍符合實(shí)際要求。其次，要采取接收機(jī)同步觀測(cè)的方法。這一做法的目的在于提高測(cè)量質(zhì)量，使GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)能夠在不同的接收機(jī)上都得到體現(xiàn)，對(duì)于糾正測(cè)量錯(cuò)誤和減少測(cè)量偏差具有重要作用。再次，要對(duì)同步圖形進(jìn)行邊網(wǎng)連接，提高連接質(zhì)量。

四、地震勘探中的GPS測(cè)量技術(shù)應(yīng)用分析

1、新型技術(shù)運(yùn)用分析

（1）精密定位技術(shù)

精密定位技術(shù)分為單點(diǎn)定位和相對(duì)定位兩類。單點(diǎn)的精密技術(shù)主要通過計(jì)算衛(wèi)星軌道參數(shù)和衛(wèi)星鐘差，再根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校正處理，得到精確坐標(biāo)。而精密相對(duì)定位技術(shù)是將精密星歷及IGS站點(diǎn)聯(lián)測(cè)作為起算數(shù)據(jù)，對(duì)空間衛(wèi)星應(yīng)采用精密星歷進(jìn)行定軌。

（2）信標(biāo)差分技術(shù)

地震勘探工作中導(dǎo)航的精確度非常難以把握，而此技術(shù)利用已有的海上無線電信標(biāo)臺(tái)，在發(fā)射的信號(hào)中加入了一個(gè)副載波調(diào)制，對(duì)GPS信號(hào)進(jìn)行了差分修正，使其精確度可達(dá)到米級(jí)精度。

（3）廣域差分技術(shù)

此技術(shù)是在廣闊的地域空間內(nèi)，通過設(shè)立GPS跟蹤站對(duì)GPS基準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行差分，并對(duì)GPS觀測(cè)量的誤差源進(jìn)行區(qū)分，從而對(duì)每種誤差源都模型化。通過這種技術(shù)，可是更正用戶GPS觀測(cè)量，削弱誤差源，使定位精度得到極大改善。

2、GPS技術(shù)在地震勘探中其它領(lǐng)域的使用

（1）安全生產(chǎn)監(jiān)控

隨著科技的進(jìn)步和企業(yè)管理理念的不斷提高，安全生產(chǎn)越來越受到企業(yè)的重視，而地震勘探工作往往環(huán)境惡劣，安全監(jiān)控難度極大，特別是車輛及設(shè)備轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的安全管理更是十分困難。而如今，隨著GPS全球定位系統(tǒng)的發(fā)展，企業(yè)對(duì)勘探隊(duì)伍的監(jiān)控有了強(qiáng)有力的保障，為安全生產(chǎn)打下了良好基礎(chǔ)，創(chuàng)造了更多的價(jià)值。

（2）水深測(cè)量

隨著GPS技術(shù)的發(fā)展，其在特殊作業(yè)環(huán)境勘探工作中的作用越來越明顯。RTK技術(shù)作為在陸地上已經(jīng)比較成熟的測(cè)量和放樣方法，其在海上勘探中也得到了廣泛應(yīng)用。如今，工程人員采用RTK技術(shù)和測(cè)深儀相結(jié)合的方式，使得海上無驗(yàn)潮方式測(cè)量工作模式成為可能。

結(jié)語：通過對(duì)GPS定位測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用的分析，我們可以看到GPS定位測(cè)量技術(shù)在地震勘探中憑借快速、靈活、高效和高精度的特點(diǎn)發(fā)揮了越來越重要的作用。實(shí)際測(cè)量中，GPS測(cè)量技術(shù)具有一定的優(yōu)勢(shì)。不但能夠提高測(cè)量效果，同時(shí)在測(cè)量準(zhǔn)確性上也能夠滿足實(shí)際需要?；贕PS測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，我們分析這種測(cè)量方法的特點(diǎn)及應(yīng)用情況，并提出了有效的應(yīng)用建議，保證地震勘探控制測(cè)量方法能夠在實(shí)際應(yīng)用中取得積極效果。

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