中文核心期刊GPS定位测量技术在地震勘探中的应用

所属栏目：智能科学技术论文
发布时间：2014-07-25 15:05:06  更新时间：2014-07-25 15:50:04

　　在实际的地震勘探工作中，静态定位主要是用来建立工区内的GPS控制网，并通过利用GPS快速静态定位的方法建立相应的检查点或者加密、延伸控制点等。
　　摘要：随着GPS定位、计算机数据分析和远程传输等技术的发展与普及，GPS定位测量在地震勘探中起到了越来越重要的作用。而地震勘探技术在我国能源勘探领域的运用也是越来越广泛，对提高能源产量、保证经济快速健康发展具有深远意义。因此，文章基于现阶段地震勘探技术的发展情况，对GPS定位测量的应用做了简要论述。
　　关键词：中文核心期刊,GPS定位测量技术,地震勘探, 应用
　　一、GPS定位测量技术的特点
　　GPS定位测量技术是基于GPS卫星全球定位系统的广阔平台，通过发送导航定位信号，进行静态定位、动态定位和速度测量等工作，并通过卫星向用户提供实时的、全天候的、全球性的导航服务。正是凭借信息面广、信息层次丰富、信息采集方便快捷等特点，GPS定位测量技术在地震勘探测量中得到了广泛的应用。
　　二、GPS定位测量技术的基本定位模式
　　GPS定位测量技术的基本定位模式分为静态定位功能和动态定位功能。一般认为，在进行GPS观测资料的处理过程中，当待测地点的坐标系是固定位置，不发生变化时，确定的待测点的位置称为静态定位。而通过GPS信号实时地测得相对于地球运动的用户天线的状态参数，从而实时确定GPS信号接收天线的所在位置称为动态定位。
　　1.静态定位
　　工作中，当进入新探区后，选取新的控制点位置，进行GPS控制网的设计，完成工程的基本设计要求。在这些工作的基础上，利用快速整周模糊度解算法原理，在接收基准站和卫星的同步观测数据的同时，实时解算整周未知数和用户站的三维坐标，得到实时观测数据，达到进行临时检测和加密控制的目的。
　　2.动态定位
　　动态定位的实现主要是通过在运动载体上安设GPS信号接收机，从而实时地测得GPS信号接收天线的位置。而实际的野外勘探测量工作中，要想在野外实地上实现接受点和激发点的准确放样，必须运用RTK/RTD技术对流动站GPS信号接收天线的位置进行实时测定。主要的技术有实时动态载波相位差分技术(简称GPS RTK)和实时动态伪距差分技术(简称GPS RTD)。前者主要是进行两个测站载波相位观测量的差分进行处理的方法。后者更是由于效益高、数据传输稳定、信号抗干扰能力强等特点，在海洋、沙漠等特殊位置、环境下的地震勘探测量工作中发挥了一定作用。
　　三、GPS定位测量在地震勘探运用中的新兴技术类型
　　1.精密定位技术
　　精密定位技术分为单点定位和相对定位两类。单点的精密技术主要通过计算卫星轨道参数和卫星钟差，再根据计算结果进行校正处理，得到精确坐标。而精密相对定位技术是将精密星历及IGS站点联测作为起算数据，对空间卫星应采用精密星历进行定轨。
　　2.信标差分技术
　　地震勘探工作中导航的精确度非常难以把握，而此技术利用已有的海上无线电信标台，在发射的信号中加入了一个副载波调制，对GPS信号进行了差分修正，使其精确度可达到米级精度。
　　3.广域差分技术
　　此技术是在广阔的地域空间内，通过设立GPS跟踪站对GPS基准网进行差分，并对GPS观测量的误差源进行区分，从而对每种误差源都模型化。通过这种技术，可是更正用户GPS观测量，削弱误差源，使定位精度得到极大改善。
　　四、GPS技术在地震勘探中其它领域的使用
　　1.安全生产监控
　　随着科技的进步和企业管理理念的不断提高，安全生产越来越受到企业的重视，而地震勘探工作往往环境恶劣，安全监控难度极大，特别是车辆及设备转运过程中的安全管理更是十分困难。而如今，随着GPS全球定位系统的发展，企业对勘探队伍的监控有了强有力的保障，为安全生产打下了良好基础，创造了更多的价值。
　　2.水深测量
　　随着GPS技术的发展，其在特殊作业环境勘探工作中的作用越来越明显。RTK技术作为在陆地上已经比较成熟的测量和放样方法，其在海上勘探中也得到了广泛应用。如今，工程人员采用RTK技术和测深仪相结合的方式，使得海上无验潮方式测量工作模式成为可能。
　　五、实例分析——手持式GPS
　　手持式GPS是一种体积小巧、携带方便、独立使用的全天候实时定位导航设备。它具有灵敏度高、存贮量大、价廉、外部接口齐全等特点，在很多领域得到了广泛的运用，尤其是近年来在林业调绘以及中小比例尺林相图制作中应用越来越广泛，大大地提高了林业工作手段的科技含量。GPS在林业上还有许多应用，如测林区地形图及林区道路等。手持式GPS接收机在实际工作中的单点定位精度为?(5～15)m。
　　所谓参数，就是运用于转换同一地点不同椭球坐标系的坐标值的一组数据。严密的坐标转换，一般是用七参数布尔莎模型，即X平移，Y平移，Z平移，X旋转(WX)，Y旋转(WY)，Z旋转(WZ)及尺度变化(DM)，但手持GPS一般用五参数转换，即dx、dy、dz、da、df。不同地点dx、dy、dz是不同的，da和df却相对固定，与要进行相互转换的两个椭球的长半轴及扁率有关。
　　如WGS-84转换为北京54坐标系时：
　　da=aWGS84-a北京54= -108，df=fWGS84-f北京54=0.00000048(通常都取0.0000005);
　　WGS-84转换为西安80坐标系时：
　　da = a WGS84-a西安80= -3，df= f WGS84-f西安80= -0.000000003(通常都取0)。
　　WGS-84、北京54和西安80坐标系的长半轴和扁率主要参数见表1。
　　表1　WGS-84、北京54和西安80坐标系主要参数

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