移动式单基站在石油物探测量中的应用
张吉乐 陈波 景盛锐
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张吉乐 陈波 景盛锐 ,. 移动式单基站在石油物探测量中的应用[J]. 中国石油工业,2021.2. DOI:10.12721/ccn.2021.157014.
摘要: 石油物探测量是石油物探的关键性工程,对提高石油物探质量和效率具有重要作用。传统的石油物探测量通常采用常规测量和常规的RTK(实时动态测量)测量模式,在测量过程中会发生影响物探工作效率、精确度欠缺等问题,如传统的RTK测量技术,在石油物探测量中就存在测量距离较短(15km)、电台在传播差分信号时受到某些因素限制、初始化时间比较长、基站位置选取和架设费时费力、流动基站受到地形和距离的限制等缺点,同时在测量过程中存在人为误差等诸多问题,常规测量方法已经无法满足现代技术条件下的物探需求。近年来,随着物探测量技术的发展,移动式单基站在石油物探测量过程中得到了应用,本文对此进行分析。
关键词: 移动式单基站;石油物探;测量技术;应用研究
DOI:10.12721/ccn.2021.157014
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1引言

目前,随着石油物探作业的不断扩大,石油物探作业过程中测量的测点密度及测量精度要求在不断提高,测量范围越来越广泛,测量的作业环境也越来越复杂,常规测量及常规RTK(实时动态测量)测量技术也受到了山区、沟渠、林地等复杂地形地貌的影响,造成测量半径缩小、中继台测量数据大量延迟、施工和测量效率大幅下降等问题比较突出,对石油物探造成严重影响[1]。研制开发新一代适合于恶劣环境和复杂地形条件下的石油物探测量技术是非常必要的,也是迫在眉睫的。移动式单基站的研制成功和应用有效解决了相关技术问题。

2石油物探测量概述

石油物探测量是石油物探作业过程中的关键性工程,其目的是有效配合石油物探作业,依据物探设计图纸,运用一定的测量技术和方法,将物探测线的物理点放样到野外物探作业区,为开展石油地质物探的野外施工作业、技术资料的处理及解释提供符合实际工作需求的测量成果和技术图样,为石油物探野外施工作业提供技术准备[2]。石油物探测量系统的构成包括基准基站1个、流动基站1个或多个、参考基站等,流动站和参考站同时接收卫星传输的信号。参考站通过与电台相连接将测量基站的坐标、伪距观测值、载波相位观测值、卫星跟踪及接收机工作状态等数据发送至流动基站,当流动站接收到参考站发出的信息后,与卫星捕捉到的信息进行实时差分平差技术处理,即可实时获得流动基站的三维坐标极其所观测的精度信息。

3移动式单基站在石油物探测量中的应用研究

3.1移动式单基站在石油物探测量过程中应用模式的提出

目前,单基站技术已经在城市范围内被广泛应用,但是这些单基站都属于固定式不可移动的。根据单基站在城市应用的案例,工程技术人员在石油物探测量中提出了移动式单基站的技术构想,并在石油物探测量过程得到了成功的应用。移动式单基站符合石油物探测量作业过程中流动性较强、施工区域范围广、地形地质和气象环境复杂、荒无人烟等施工特点[3]。所谓移动式单基站,即基站不是固定位置,物探测量工程完成后可以迁至新的测量地点,流动性较强,对石油物探测量具有积极的作用。

3.2基准站架设

架设基准站的设备和工具包括:数据通讯电台、GPS接收机和天线、基站基座、三脚架、控制器、蓄电池、电台发射杆和升高金属架、量高标尺、设备连接专用导线、设计基站位置草图、通讯设备等。架设安装时挺特别注意,三脚架踩地必须深实牢固,天线盘箭头指向正北方向(方位角0°),天线高度量取精确到毫米,在连接调试数据链发射电台天线完成之前禁止启动数据链发射电台和接收机,正确连接供电电源的正负极,防止设备损毁[4]

3.3接收机启动调试

启动接收机应注意:确保接线正确后启动接收机,启动后详细检查接收机的参数设置、调试电台频道,设置WGS84坐标为点位坐标,注意观察接收机的工作状态和蓄电池电量,防止外界因素对测量数据传输造成干扰。

3.4安装调试结束

对基站安装情况进行再次检查,确保安装稳固且未发生偏移,调试结束后按结束测量键后,依次关闭电台和接收机,再将与蓄电池的连接导线断开。

3.5移动站架设

架设移动站设备工具包括:数据通讯电台、GPS接收机和天线、控制器、接收机电池和电台天线、设备连接专用导线及流动站专用背包、钢卷尺、标志旗、对讲机、桩号纸、铁锹等施工必备工具。在流动站架设施工中要特别注意:各连接导线平直不打结;作业前检查上装数据与工作安排的一致性与否并对手簿参数予以确认;如更换操作员需对天线高度重新量取;数据初始化及存储过程中要保持天线稳定不晃动,在每天施工之前、转移新站址、初始化数据丢失、接收机或控制器参数更新,都必须对2个以上物理点进行复测或对单个控制点进行2次复测核验后,方可开始新的测量施工;绘制测线草图必须做的及时、准确、详细并对桩号认真核对避免出现差错。

3.6移动式单基站测量数据的传输

常规的的石油物探测量RTK模式的数据传输,是利用电缆对基站和数据处理中心进行直接连接,使传输距离受到了诸如地形环境、气象环境等多种因素的限制,并且架设耗费时间较长,成本也较高。二移动式单基站测量数据的传输是通过野外作业手簿控制器加以实现的,有效解决了传输距离及环境影响因素。其测量数据的传输程序为:第一,野外作业移动基站对各种卫星数据和星历文件等进行采集,并将所采集的数据存储到移动基站中[5]。第二,将移动基站用数据线与手簿控制器直接进行连接,并将基站所存储的测量数据导入手簿控制器。第三,通过蓝牙功能,将手簿控制器与手机进行连接。第四,通过无线网络、手簿控制器的无线网络传输控制系统(软件)与基地数据处理中心对接,实现测量数据的实时动态传输。

综上所述,移动式单基站是以常规RTK测量模式为基础,以无线网络和现代通信技术为载体的新型石油物探测量模式,该模式状态下,完全实现了测量数据在网络数据与移动电信号数据之间的瞬时转换及传输,实现了传输信号的全覆盖,有效扩大了石油物探测量范围、提高了测量的精确性和施工作业的灵活性,有效克服了常规RTK测量模式的束缚于限制,实现了石油物探测量的实质性跨越。

参考文献

[1]靳立新.移动式单基站在石油物探测量中的应用[J].中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2017,12月19:211.

[2]刘金萍,程芳波,杜清怀.移动式单基站在石油物探测量中的应用[J].测绘通报,2013(6):117-118.

[3]赵玉生,梁永庆,周德茂 等.单基站系统再物探测量中的应用前景[J].中国科技信息,2010(3):115-116.

[4]程芳波.移动式单基站网络RTK技术在地质物探中的应用研究[D].山东东营:中国石油大学(华东),2017.

[5]刘德帅.论石油物探的发展趋势[J].黑龙江科技信息,2017(9):32。

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