GPS实时动态测量技术在山区地震勘探中的应用研究.doc

GPS实时动态测量技术在山区地震勘探中的应用研究 第34卷第5期 1999年l0月 西南交通大学 JOURNALOFSOUqIIWESrI[AOTONGUNOUERS1TY Ⅷ.34N0.5 (1et.19孵 一 GPS实时动态测量技术在山区Iv/?/ 地震勘探中的应用研究』,/ 雷迎春f)2 (四川石油山地地震勘探公司四川成都6t0225) 摘要探讨了应用实时动态GPs测量技术(mxcPs)~山地地震勘察中应用的有关问题,并就新 疆和四IIl两地区的数据进行了比较分析,认为采用ItTK实时动态浏置系统进行山区地震勘探测 量.质量安全可靠. P228f)S分类号¨J 山区地震勘探测量作业,由于受到地形,气候,森林覆盖等诸多因素的影响,使测量精度, 作业速度都受到很大限制.特别是冬季,由于浓雾,梅雨的侵袭,能见度很低,测量作业几乎无 法进行.长期以来.测量界一致盼望一种能在低能见度下作业的测量技术,C玛实时动态测量 (蹄)技术的出现,较圆满地懈决了这个问题. 为了使这项高科技技术在山区地震勘探测量中发挥重要作用,四川石油山地地震勘探公 司1996年在新疆海拔2700m的山区及在四J『I海拔1200m的山区分别采用RTK技术进行山 区地震勘探测线放样的生产性试验.通过对这次生产性试验的介绍,分析,总结了采用RTK 技术布设山地地震勘探测线的方法,同时对GPS实时动态测量技术在山区地震勘探推广应用 中的有关问题进行了探讨. 1实时动态测量定位系统的基本原理 lnK(RealTtmeKinen~e)测量技术是建立在载波相位观测值基础上的实时动态定位系 统_l_2J,其原理如图t.采用求差法降低了载波相位 测量改正后的残余误差及接收机钟差和卫星改正后 的残余误差等因索的影响.测量精度达一级,系统 标称精度1+2ppm. 实时动态测量系统有两种放样方法,即经典法 和一步法.经典法是将GPS观测所得的WC,$84坐标 通过用户输入的转换参数,将其转换到用户坐标系, 达到在用户坐标系中实时放样的目的.这种方法需 要输入起点的地方坐标和GPS大地高,同时输入转 换参数及相应的椭球精度,放样完毕还需事后将大 收稿日期:1998-05-27臂迎春:男,1965年生,工程师. 图lGPS实时动态测量(f硼K)原理 566西南变通大学第34卷 地高转换到海拔高.一步法是先通过测区已有的平面,高程控制点成果求取整个测区的转换 参数和高程异常的拟合系数.并将其存人数据库,放样时根据每条测线的具体位置由控制器中 的软件自动提取GPS三维坐标到地方坐标的转换参数和高程拟合系数.现场完成用户坐标和 海拔高程的转换. 2RTK数据处理流程 Ⅸ数据处理流程如图2所示. 布设控制网H输入控制点成果H铡线坐标推算卜1数据上装H实时放样H打桩作标记H成果输出 图2RTK散据处理流程 (1)布设测区加密控制网,得到测区WC,$84坐标及地方坐标,海拔高程,整个测区至少布 设3个平面控制点和4个高程控制点.高程控制点数量尚需根据测区高程异常值变化情况而 定,高程异常值变化大的地区要加大布点密度,提高拟合精度. (2)向控制器中输入控制点的WGS84和地方坐标系成果,求取WGS84坐标系一地方坐标 系的转换参数及测区高程拟合参数. (3)推算设计测线的物理点理论坐标值. (4)将推算的设计测线物理点理论坐标数据上装到控制器数据库中. (5)实时放样并得到物理点实际坐标,高程. (6)在放样的实际位置打桩,填写物理点桩号及测线号. (7)将控制器中的物理点实测坐标,高程数据输出,用于地震资料处理,解释. 3影响山区G】Ps测量作业的主要因素 影响GPs测量作业的主要因素有以下几方面: (1)高山峡谷深处及密集森林区,卫星信号遮挡时问较长,使一天中可作业时问受限制. (2)RTK所必需的,用于传送参考站观测数据的无线电信号,由于受山体阻挡的影响,衰 减严重,同样功率的电台信号的传送距离比无阻挡时短得多. (3)山区高程异常值变化较大,特别是我国现有的高程异常图在山区有较大误差,有些地 区还是空白.这就使得将GPS大地高程转换至海拔高的工作变得相当困难,精度也不均匀. 4作业情况 由于新疆,四川所在工区已布设较大密度卫星定位网,其成果具有WGS84系坐标和北京 54系坐标及黄海高程.因此RTK作业时不再布设控制网. 4.1新疆地区 (1)测区环境. 在新疆海拔2700rn的测区中选择一条南北方向地震勘探测线.测线总长度23.01km,如 图3所示.其中,CD段为山区,相对高差911I11,BC段为戈壁滩,AB段系一般山地,相对高差 第5期雷迎春:GPS实时动态测量技术在山区地震勘探中的应用研究567 423m,坡度相对平缓.选择距测线北端点(A点)6km和距南端点(B点)5km的E