魏文宏 暢 毅 暢 鑫 楊曉軍

(1.中國(guó)石油集團(tuán)東方公司裝備事業(yè)部長(zhǎng)慶作業(yè)部 寧夏銀川)

(2.武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院 湖北武漢) (3.中煤西安設(shè)計(jì)工程公司 陜西西安)

Trimble Geo XH在石油物探地理信息更新中的應(yīng)用與探討

魏文宏1暢 毅1暢 鑫2楊曉軍3

(1.中國(guó)石油集團(tuán)東方公司裝備事業(yè)部長(zhǎng)慶作業(yè)部 寧夏銀川)

(2.武漢大學(xué)測(cè)繪學(xué)院 湖北武漢) (3.中煤西安設(shè)計(jì)工程公司 陜西西安)

文章針對(duì)長(zhǎng)慶油田地震勘探生產(chǎn)中地理信息的應(yīng)用現(xiàn)狀及對(duì)地理信息的實(shí)際需求,通過(guò)大量的測(cè)試試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析,從技術(shù)和應(yīng)用等方面探討了Trimble Geo XH在探區(qū)地理信息更新方面的可行性、可靠性和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

Trimble Geo XH;地理信息更新;差分后處理;軌跡測(cè)量

1 問(wèn)題提出

長(zhǎng)慶探區(qū)現(xiàn)使用的各種比例尺的地形圖等圖件基本都是上世紀(jì)60～70年代的產(chǎn)品。近年來(lái),隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,尤其是西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略部署的實(shí)施,地理信息變化很快且愈加豐富,特別是道路、橋梁、城鎮(zhèn)、耕地及植被等信息幾乎天天都在發(fā)生著變化[1]。

長(zhǎng)慶探區(qū)8支地震隊(duì)近三年來(lái)的施工部署圖、生產(chǎn)管理圖、安全風(fēng)險(xiǎn)分析圖以及工農(nóng)補(bǔ)償圖等圖件基本上都是長(zhǎng)慶作業(yè)部在原有掃描地形圖的基礎(chǔ)上,疊加低精度G oogle衛(wèi)片。但G oogle Earth的更新速度也很慢,尤其是西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)更慢,遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代化地震勘探作業(yè)的精度要求。

為此,本文探討采用Trimble Geo XH儀器進(jìn)行地理信息更新的可行性、可靠性,以解決及時(shí)更新地理信息的途徑和方法。

2 解決方法

2.1 Trimble Geo XH簡(jiǎn)介

Geo XH手持機(jī)是Trimble的高精準(zhǔn)度GIS數(shù)據(jù)采集的頂尖解決方案。Geo XH手持機(jī)采用H-Star技術(shù)設(shè)計(jì),可給出亞英尺級(jí)(30 cm)精準(zhǔn)度,給Geo XH手持機(jī)加一個(gè)Zephyr天線便可得到20 cm的精準(zhǔn)度。獨(dú)特的 Geo Explorer系列把Trimble GPS接收機(jī)與堅(jiān)固耐用的手持機(jī)計(jì)算機(jī)結(jié)合在一起,可供全天操作,并有不同的連接選項(xiàng)。H-Star技術(shù)獨(dú)樹(shù)一幟,具有先進(jìn)的GPS接收機(jī)設(shè)計(jì)和強(qiáng)大的新型后處理引擎。Geo XH手持機(jī)在記錄您的屬性信息時(shí)不需要初始化,它記錄的是您需要達(dá)到亞英尺級(jí)精準(zhǔn)度的數(shù)據(jù)。

Geo XH手持機(jī)具有攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、精度可靠、數(shù)據(jù)處理流程便捷的優(yōu)點(diǎn),可進(jìn)行地形圖等主要地理信息的更新,如道路、橋梁、收費(fèi)站點(diǎn)、村鎮(zhèn)、街道等的測(cè)量以及各種面積測(cè)量、位置導(dǎo)航等工作。

2.2 解決辦法

利用Geo XH儀器接收高精度的雙頻信號(hào),把采集到的數(shù)據(jù)和信息及時(shí)傳送到電腦中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和平差以后,輸出成Auto-CAD和Shape等多種文件格式,放在公共信息平臺(tái)下,可即時(shí)調(diào)用、管理,具有極大的便捷性和可靠性[2]。能夠更大地發(fā)揮直觀指導(dǎo)生產(chǎn)、協(xié)調(diào)項(xiàng)目運(yùn)作和管理、提高生產(chǎn)效率、降低安全風(fēng)險(xiǎn)。從2009年2月12日至15日用Geo XH采集的銀川市石油城小區(qū)信息圖,如圖1所示,可以看出,其直觀性和準(zhǔn)確性更高,信息更豐富,實(shí)用性更強(qiáng)。

2.3 實(shí)施措施

在Geo XH的外接天線接口使用 Trimble公司Zephyr天線進(jìn)行測(cè)圖、微測(cè)井點(diǎn)位測(cè)量、近地表地質(zhì)調(diào)查點(diǎn)坐標(biāo)測(cè)量、地形圖基本地形信息的加密測(cè)量、地標(biāo)性建筑的坐標(biāo)測(cè)量,以及在工農(nóng)補(bǔ)償中的面積測(cè)量等項(xiàng)目中,具有快捷、方便、準(zhǔn)確、易操作的特點(diǎn)。在長(zhǎng)距離道路測(cè)量中用吸盤(pán)把外接天線固定并放置于車(chē)頂上,測(cè)量數(shù)據(jù)接收方式按照距離或時(shí)間間隔來(lái)接收,經(jīng)我們多次的路途試驗(yàn),均取得了比較好的效果。該技術(shù)方法曾成功用于長(zhǎng)慶油田蘇里格大氣田的井位確定、以及工農(nóng)補(bǔ)償?shù)确矫娴墓ぷ髦小?/p>

圖1 銀川石油城小區(qū)的主要道路

2.4 關(guān)鍵技術(shù)

由于Geo XH最大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是采用H-Star技術(shù),即其軟件設(shè)計(jì)直接在Geo XH的操作界面上,根據(jù)衛(wèi)星狀況和姿態(tài)顯示一個(gè)PPA(Predicted Post-processed Accuracy),根據(jù)作業(yè)精度要求,觀測(cè)者直接觀測(cè)的同時(shí),可以接收到一個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星基站的H-Star信號(hào),經(jīng)內(nèi)業(yè)后處理后即可得到20 cm～30 cm的高精度數(shù)據(jù)[3]。

基于現(xiàn)有條件和設(shè)備,可采用雙頻GPS接收機(jī)作基準(zhǔn)站,利用觀測(cè)到的同步信號(hào),在120 km～300 km的范圍內(nèi)進(jìn)行地理信息測(cè)量和有關(guān)點(diǎn)位測(cè)量。經(jīng)多次測(cè)試和事后處理分析,在距基站80 km以內(nèi),其后處理精度可達(dá)到30 cm～50 cm精度,可達(dá)到一般測(cè)圖精度要求以及點(diǎn)位、面積、道路等特殊地貌、地物的位置測(cè)量要求。

測(cè)試效果,我們?cè)趦?nèi)蒙古前旗大廟鄉(xiāng)的CS-16控制點(diǎn)及其周?chē)R時(shí)布設(shè)的幾個(gè)固定點(diǎn),其距離銀川基站的平均基線長(zhǎng)度為80 142.85 m。利用銀川的YC -1點(diǎn)作基站來(lái)處理,其平面坐標(biāo)誤差在20 cm～50 cm之間,但是垂直誤差較大,在50 cm～100 cm之間。改用距離10 km以內(nèi)的GPS2331和GPS2358作為基站進(jìn)行處理,其坐標(biāo)精度,尤其垂直精度有了明顯的改善,其垂直誤差基本上小于50 cm。

3 實(shí)施效果檢驗(yàn)與分析

2009年2月在銀川石油城小區(qū)采集的一組對(duì)比數(shù)據(jù),經(jīng)數(shù)據(jù)處理比較,由圖2直觀地看出,Trimble Geo XH差分?jǐn)?shù)據(jù)處理結(jié)果與RTK數(shù)據(jù)處理結(jié)果較差基本在0.2 m以內(nèi)。

由數(shù)據(jù)處理結(jié)果可以看出,在RTK浮動(dòng)狀態(tài)下的點(diǎn)位坐標(biāo)和GIS采集的點(diǎn)位坐標(biāo)相差較大。在高樓林立的小區(qū),尤其在衛(wèi)星姿態(tài)差時(shí),方便靈活的Geo XH更能顯示其優(yōu)越性,即當(dāng)采用同一外接天線時(shí),較RTK鎖定衛(wèi)星速度更快。

圖2 GIS差分處理成果和RTK成果較差分布圖

為了進(jìn)一步測(cè)試Geo XH測(cè)取線狀地物的實(shí)用性和可行性,2009年6月2日～6月5日,我們?cè)阢y川—鄂托克前旗—大廟路段及鄂托克前旗的主要街道同時(shí)采用Trimble R8 GNSS和Trimble Geo XH共用一部GPS天線進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量數(shù)據(jù)采集。

2009年7月12日采用信號(hào)功分器,共用一部Zephyr天線,同步接收的一臺(tái)Trimble 5700和一臺(tái)Geo XH測(cè)取的寧夏彭陽(yáng)縣紅河鄉(xiāng)至銀川石油城的詳細(xì)道路圖。歷元間隔一秒,每秒觀測(cè)一次,記錄了同段路線的點(diǎn)位軌跡,然后采用TGO把5700數(shù)據(jù)和Geo XH的SSF數(shù)據(jù)同時(shí)調(diào)入TGO 1.62中進(jìn)行圖形對(duì)比,圖形吻合很好。因采集間隔不一致,取兩個(gè)軌跡中相對(duì)同步的點(diǎn)位,兩點(diǎn)之間的距離為0.048 m。

4 結(jié)束語(yǔ)

上述多方案、多途徑的測(cè)試與分析,直觀地反應(yīng)出Trimble Geo XH不失為國(guó)家第二次土地調(diào)查、地形圖修測(cè)等主要地理信息更新的有效、快捷、實(shí)用的方法和技術(shù),尤其適用于石油天然氣的勘探開(kāi)發(fā)工區(qū)踏勘、特殊地理信息采集、加密、丈量、導(dǎo)航、定位等工作,它可以使勘探開(kāi)發(fā)部署調(diào)整、工農(nóng)補(bǔ)償、勘探現(xiàn)場(chǎng)管理及HSE管理等工作更加規(guī)范、直觀和便捷,且操作簡(jiǎn)單、成圖方便、節(jié)約投資。

雖然Trimble Geo XH儀器有諸多優(yōu)勢(shì),但由于該技術(shù)仍是基于接收GPS衛(wèi)星來(lái)差分測(cè)量的一種作業(yè)模式,在叢林、高大山體及建筑物等區(qū)域,其定位精度仍將受到影響,只能采用軟件預(yù)設(shè)的偏移測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。

[1] 梁桂賢.關(guān)于數(shù)字農(nóng)業(yè)系統(tǒng)建設(shè)的幾點(diǎn)思考[J].理論觀察.2007,23(3)

[2] 魏二虎,黃勁松.GPS測(cè)量操作與數(shù)據(jù)處理[M].武漢:武漢大學(xué)出版社,2005

[3] TERRASYNC Software Getting Started Guide.2007-4.Trimble Navigation Limited[DB/OL].http://trl.trimble.com/ docushare/dsweb/Get/Document-360484/GeoExpl-2005 _ 110A_GSG.pdf

Wei Wenhong,Chang Yi,Chang Xin and Yang Xiaojun.Application and study on GIS renovation with Trimble Geo XH in petroleum geophysical prospecting.PI,2010,24(4):54～55

this paper concerns the application of GIS technology in petroleum geophysical prospecting,the data and analysis based on many tests and practical utilities prove that Trimble Geo XH can be used on Changqing Oil Field works.The result proves its utility,availability,and the advantage of the technology on renovating GIS data for the need of oil field progress.

Trimble Geo XH;GIS data renovation;Post differential processing;Track surveying

P631.4

B

1004-9134(2010)04-0054-02

魏文宏,男,1971年生,工程師,1993年畢業(yè)于西安地質(zhì)學(xué)院工程測(cè)量專業(yè),現(xiàn)在中國(guó)石油集團(tuán)東方公司長(zhǎng)慶作業(yè)部從事測(cè)量新技術(shù)研究與應(yīng)用工作。郵編:750006

2009-10-16 編輯:姜 婷)

·方法研究·