Trimble Geo XH在石油物探地理信息更新中的应用与探讨

魏文宏 畅 毅 畅 鑫 杨晓军

(1.中国石油集团东方公司装备事业部长庆作业部 宁夏银川)

(2.武汉大学测绘学院 湖北武汉) (3.中煤西安设计工程公司 陕西西安)

Trimble Geo XH在石油物探地理信息更新中的应用与探讨

魏文宏1畅 毅1畅 鑫2杨晓军3

(1.中国石油集团东方公司装备事业部长庆作业部 宁夏银川)

(2.武汉大学测绘学院 湖北武汉) (3.中煤西安设计工程公司 陕西西安)

文章针对长庆油田地震勘探生产中地理信息的应用现状及对地理信息的实际需求,通过大量的测试试验和数据分析,从技术和应用等方面探讨了Trimble Geo XH在探区地理信息更新方面的可行性、可靠性和技术优势。

Trimble Geo XH;地理信息更新;差分后处理;轨迹测量

1 问题提出

长庆探区现使用的各种比例尺的地形图等图件基本都是上世纪60～70年代的产品。近年来,随着我国国民经济的发展,尤其是西部大开发战略部署的实施,地理信息变化很快且愈加丰富,特别是道路、桥梁、城镇、耕地及植被等信息几乎天天都在发生着变化[1]。

长庆探区8支地震队近三年来的施工部署图、生产管理图、安全风险分析图以及工农补偿图等图件基本上都是长庆作业部在原有扫描地形图的基础上,叠加低精度G oogle卫片。但G oogle Earth的更新速度也很慢,尤其是西部欠发达地区更慢,远不能满足现代化地震勘探作业的精度要求。

为此,本文探讨采用Trimble Geo XH仪器进行地理信息更新的可行性、可靠性,以解决及时更新地理信息的途径和方法。

2 解决方法

2.1 Trimble Geo XH简介

Geo XH手持机是Trimble的高精准度GIS数据采集的顶尖解决方案。Geo XH手持机采用H-Star技术设计,可给出亚英尺级(30 cm)精准度,给Geo XH手持机加一个Zephyr天线便可得到20 cm的精准度。独特的 Geo Explorer系列把Trimble GPS接收机与坚固耐用的手持机计算机结合在一起,可供全天操作,并有不同的连接选项。H-Star技术独树一帜,具有先进的GPS接收机设计和强大的新型后处理引擎。Geo XH手持机在记录您的属性信息时不需要初始化,它记录的是您需要达到亚英尺级精准度的数据。

Geo XH手持机具有携带方便、操作简单、精度可靠、数据处理流程便捷的优点,可进行地形图等主要地理信息的更新,如道路、桥梁、收费站点、村镇、街道等的测量以及各种面积测量、位置导航等工作。

2.2 解决办法

利用Geo XH仪器接收高精度的双频信号,把采集到的数据和信息及时传送到电脑中进行数据处理和平差以后,输出成Auto-CAD和Shape等多种文件格式,放在公共信息平台下,可即时调用、管理,具有极大的便捷性和可靠性[2]。能够更大地发挥直观指导生产、协调项目运作和管理、提高生产效率、降低安全风险。从2009年2月12日至15日用Geo XH采集的银川市石油城小区信息图,如图1所示,可以看出,其直观性和准确性更高,信息更丰富,实用性更强。

2.3 实施措施

在Geo XH的外接天线接口使用 Trimble公司Zephyr天线进行测图、微测井点位测量、近地表地质调查点坐标测量、地形图基本地形信息的加密测量、地标性建筑的坐标测量,以及在工农补偿中的面积测量等项目中,具有快捷、方便、准确、易操作的特点。在长距离道路测量中用吸盘把外接天线固定并放置于车顶上,测量数据接收方式按照距离或时间间隔来接收,经我们多次的路途试验,均取得了比较好的效果。该技术方法曾成功用于长庆油田苏里格大气田的井位确定、以及工农补偿等方面的工作中。

图1 银川石油城小区的主要道路

2.4 关键技术

由于Geo XH最大的技术优势是采用H-Star技术,即其软件设计直接在Geo XH的操作界面上,根据卫星状况和姿态显示一个PPA(Predicted Post-processed Accuracy),根据作业精度要求,观测者直接观测的同时,可以接收到一个或多个卫星基站的H-Star信号,经内业后处理后即可得到20 cm～30 cm的高精度数据[3]。

基于现有条件和设备,可采用双频GPS接收机作基准站,利用观测到的同步信号,在120 km～300 km的范围内进行地理信息测量和有关点位测量。经多次测试和事后处理分析,在距基站80 km以内,其后处理精度可达到30 cm～50 cm精度,可达到一般测图精度要求以及点位、面积、道路等特殊地貌、地物的位置测量要求。

测试效果,我们在内蒙古前旗大庙乡的CS-16控制点及其周围临时布设的几个固定点,其距离银川基站的平均基线长度为80 142.85 m。利用银川的YC -1点作基站来处理,其平面坐标误差在20 cm～50 cm之间,但是垂直误差较大,在50 cm～100 cm之间。改用距离10 km以内的GPS2331和GPS2358作为基站进行处理,其坐标精度,尤其垂直精度有了明显的改善,其垂直误差基本上小于50 cm。

3 实施效果检验与分析

2009年2月在银川石油城小区采集的一组对比数据,经数据处理比较,由图2直观地看出,Trimble Geo XH差分数据处理结果与RTK数据处理结果较差基本在0.2 m以内。

由数据处理结果可以看出,在RTK浮动状态下的点位坐标和GIS采集的点位坐标相差较大。在高楼林立的小区,尤其在卫星姿态差时,方便灵活的Geo XH更能显示其优越性,即当采用同一外接天线时,较RTK锁定卫星速度更快。

图2 GIS差分处理成果和RTK成果较差分布图

为了进一步测试Geo XH测取线状地物的实用性和可行性,2009年6月2日～6月5日,我们在银川—鄂托克前旗—大庙路段及鄂托克前旗的主要街道同时采用Trimble R8 GNSS和Trimble Geo XH共用一部GPS天线进行动态测量数据采集。

2009年7月12日采用信号功分器,共用一部Zephyr天线,同步接收的一台Trimble 5700和一台Geo XH测取的宁夏彭阳县红河乡至银川石油城的详细道路图。历元间隔一秒,每秒观测一次,记录了同段路线的点位轨迹,然后采用TGO把5700数据和Geo XH的SSF数据同时调入TGO 1.62中进行图形对比,图形吻合很好。因采集间隔不一致,取两个轨迹中相对同步的点位,两点之间的距离为0.048 m。

4 结束语

上述多方案、多途径的测试与分析,直观地反应出Trimble Geo XH不失为国家第二次土地调查、地形图修测等主要地理信息更新的有效、快捷、实用的方法和技术,尤其适用于石油天然气的勘探开发工区踏勘、特殊地理信息采集、加密、丈量、导航、定位等工作,它可以使勘探开发部署调整、工农补偿、勘探现场管理及HSE管理等工作更加规范、直观和便捷,且操作简单、成图方便、节约投资。

虽然Trimble Geo XH仪器有诸多优势,但由于该技术仍是基于接收GPS卫星来差分测量的一种作业模式,在丛林、高大山体及建筑物等区域,其定位精度仍将受到影响,只能采用软件预设的偏移测量来实现。

[1] 梁桂贤.关于数字农业系统建设的几点思考[J].理论观察.2007,23(3)

[2] 魏二虎,黄劲松.GPS测量操作与数据处理[M].武汉:武汉大学出版社,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,工程师,1993年毕业于西安地质学院工程测量专业,现在中国石油集团东方公司长庆作业部从事测量新技术研究与应用工作。邮编:750006

2009-10-16 编辑:姜 婷)

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