劉偉 程某存

【摘要】GPS技術應用于石油勘測中，是在當今石油需求量和探測量急劇上升的情況下迫切產生的。相對于傳統(tǒng)勘測技術來比較，GPS的廣泛應用，是當今定位技術的進步和發(fā)展的必然趨勢。本文首先闡述了GPS技術的基本定位模式來明確GPS定位技術的優(yōu)勢，而后簡單介紹了目前GPS綜合網絡建設的原則，最后從發(fā)展的角度就可移動GPS網絡服務系統(tǒng)建立在石油地震勘探測量中的應用做了簡要論述。

【關鍵詞】GPS技術 石油勘測 應用

隨著我國經濟的高速發(fā)展，對于能源的需求也不斷增加。而在眾多能源中，我國對石油的依賴度更是高達75%。石油已經發(fā)展成為當之無愧的“工業(yè)血液”，為我國以及世界的經濟發(fā)展提供了源源不斷的資源支持。石油作為重要的能源，其勘探與開發(fā)對于我國的經濟發(fā)展有著深遠的影響 。目前，隨著GPS定位技術的不斷發(fā)展完善，為石油勘探工作提供了良好的技術支持。

1 GPS測量技術最基本的定位模式

1.1 靜態(tài)定位

靜態(tài)定位（Static positioning）是指將全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（Globle Positioning System，GPS）接收機靜置在固定測站上，觀測數分鐘至2小時或更長時間，以確定測站位置的衛(wèi)星定位，是不考慮軌道的有無、決定點位置的定位應用。靜態(tài)定位包括三種類型：

（1）絕對靜態(tài)定位，以三維地心坐標來確定單點為目的；

（2）相對靜態(tài)定位，將在幾個固定測站上安置兩臺或兩臺以上的GPS接收機，進行同步觀測，來獲取測量站點間基線向量；

（3）快速靜態(tài)定位，利用快速整周模糊度解算法原理，依靠計算方法的改進和相應的軟件實現快速定位。在僅使用單頻接收機情況下僅需同步觀測15分鐘左右，在使用雙頻接收機情況下只需5～10分鐘，因定位快速而被廣泛應用。

目前在在石油地震勘探等野外生產中，靜態(tài)定位的方法有著廣泛的應用。在工區(qū)內建立GPS控制網，同時應用GPS快速靜態(tài)定位的方法來建立相應的檢查點或者加密、延伸控制點等，來尋找目標坐標。其中在野外施工放樣測量中，快速靜態(tài)測量一直被廣泛運用，通過等級控制點相對測量后，經過較短時間的同步觀測，即可得到目標測點的相對坐標。

2 動態(tài)定位

動態(tài)定位（Dynamic positioning）是以確定與各觀測站相應的、運動中的、接收機載體的位置或軌跡的衛(wèi)星定位。運用動態(tài)定位時要求至少有一臺接收機處于運動狀態(tài)當中，即在運動載體上安設GPS信號接收裝置，實時地測量GPS信號接收天線所在的位置。

定位元素不同可劃分為：

（1）絕對動態(tài)定位，以確定運動中的單個接收機載體的三維地心坐標或軌跡為目的；

（2）相對動態(tài)定位，通過對流動站（安置在運動載體上的接收機）與基準站（安置在基準點上的接收機）進行同步觀測，在差分處理后，即可獲得流動站的軌跡或坐標。

觀測數據處理時間不同可劃分為：

（1）實時動態(tài)定位，運動中接收機載體的位置數據可實時測量獲得；

（2）非實時動態(tài)定位，運動中接收機載體的位置數據不能實時獲得，而必須經事后處理方可獲得。

接收機運動狀態(tài)的不同可劃分為：

（1）連續(xù)動態(tài)定位，指按規(guī)定的時間間隔、經自動觀測運動中接收機載體的位置而獲得的數據測量；

（2）準動態(tài)定位，在選定的一系列流動站上，各觀測若干時間后，在流動的接收機上依次獲得的定位。

在石油地震勘探測量野外生產中，主要用實時動態(tài)測量（Real-time Kinematic，簡稱RTK）/偽距差分的實時動態(tài)定位（Real-time Differential，簡稱RTD）技術實時測定流動站GPS信號接收天線的位置，從而把已經設計好的接收點和激發(fā)點準確的放樣在野外實地上，來定位尋找的目標坐標。

2 石油物探測量中GPS技術應用現狀

目前，石油勘探GPS綜合網絡的建立主要是服務于石油的勘探和開發(fā)過程中，其應用需要考慮以下幾個方面：

（1）設備資本節(jié)約，盡可能使用現有的設備，設備資金投入精簡化。

（2）成熟技術參考，對于目前國內外已經成熟的勘探技術，盡可能借鑒以及應用，以降低技術風險；穩(wěn)定以及可靠的系統(tǒng)運行，能滿足未來幾年內對石油勘探和開發(fā)中技術的要求。

（3）提升勘測精準性，盡可能提高地形復雜地區(qū)勘測和開發(fā)的精準性，有效提升施工效率；同時針對現有技術匱乏的深海勘探和開發(fā)工作，有效的進行技術探索和深入開發(fā)項目的促進。

（4）經濟效益提升，GPS技術的應用是以創(chuàng)造良好的經濟和綜合效益為前提，在技術升級改造和應用過程中，應充分考慮技術實施過程中的性價比，以經濟效益最大，技術及設備可延續(xù)性最佳為出發(fā)點。

（5）基礎建設簡潔，對于基礎建設投入以規(guī)模小、周期短、方便維護、檢修和搬遷等因素為主。

3 可移動GPS網絡服務系統(tǒng)構想

可移動GPS網絡服務系統(tǒng)主要由監(jiān)控中心、移動用戶以及移動式參考站三個要素組成。

3.1 監(jiān)控中心

監(jiān)控中心，針對數據進行處理以及對通訊進行總控制的中心，是整個系統(tǒng)的核心組成部分。它可以通過無線或有線的方式，與移動用戶和所有移動式參考站實現通訊。監(jiān)控中心同樣依靠軟件系統(tǒng)來運行，系統(tǒng)管理軟件以及數據處理軟件作為監(jiān)控中心軟件的核心運行軟件，對整個系統(tǒng)進行實時監(jiān)控運行。

3.2 移動用戶

在用戶接收機上安裝無線通訊的調制解調器設備，隨時隨地反饋監(jiān)控中心信號，以產生位置信息數據的應用。

3.3 移動式參考站

通過臨時布設的GPS接收系統(tǒng)，通過數據傳輸與監(jiān)控中心之間時時刻刻保持數據通訊，來確保監(jiān)控中心及時有效的接受到采集來的數據。移動式參考站設施以規(guī)模小、方便維護、檢修和搬遷等因素為可移動GPS網絡系統(tǒng)提供了設備成本的節(jié)約。

在石油勘探作業(yè)已遍及全球的時代，建立局部或者廣域的GPS定位服務的網絡，能夠為石油探測和開發(fā)過程中測量作業(yè)提供精準和有效的數據，從而提高生產效率、降低勘測和開發(fā)成本。可移動網絡GPS服務系統(tǒng)，不但能夠實現在開發(fā)油田中高精度的油田坐標位置的測量，還能夠應用于監(jiān)測環(huán)境、交通等領域的管理。因而針對可移動網絡GPS服務系統(tǒng)的開發(fā)和建設有著極好地應用前景。

4 結語

為了進一步滿足經濟發(fā)展對石油量的需求，在對未來的石油勘探中，我們每一個測量勘探技術人員都在積極主動的探索新技術、新方法，以使得石油勘探工作更加精準和便捷?？梢苿泳W絡GPS服務系統(tǒng)構想的提出，目的在于拋磚引玉，希望能與廣大同仁一起深入研究，盡快將其全面應用到石油勘探中，為我國石油勘探工作帶來更好的技術前景。

作者簡介

劉偉（1982-），男，助理工程師，2008年畢業(yè)于西安石油大學電氣與自動化專業(yè)，主要從事石油管道輸送以及管理工作。