Trimble R8 GNSS在石油物探测量中的应用与探讨

2011-01-05畅鑫畅毅

石油管材与仪器 2011年4期

关键词：物探接收机静态

畅鑫畅毅

(1.武汉大学测绘学院湖北武汉) (2.中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司宁夏银川)

Trimble R8 GNSS在石油物探测量中的应用与探讨

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(1.武汉大学测绘学院湖北武汉) (2.中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司宁夏银川)

文章重点介绍了Trimble R8 GNSS在石油物探测量中的应用情况,并对其进行了深入的探讨和分析,肯定了Trimble R8 GNSS的先进性,同时也对其不足作了说明,以期共同探讨和改进。

石油勘探测量;Trimble R8 GNSS;应用;探讨

0 引言

近年来,各国及各大石油公司为了增加石油探明储量,采用了许多先进设备和先进技术来加大物探工作的力度。本文针对Trimble R8 GNSS在石油勘探测量中的应用情况及出现的问题等,有针对性地进行了重点分析和探讨。

1 Trimble R8 GNSS简介

Trimble R8 GNSS是Trimble公司于2006年推向市场的一款多通道、多频带的集接收机、天线和数传电台于一体的GNSS(Global Navigation Satellite System)系统。它是能提供72信道GNSS全球导航卫星系统,追踪现有全部卫星信号的未来型的接收机[1]。其技术指标及性能如下。

1.1 主机

(1)通道:双频RTK 72通道;支持 GPS L1 C/A码,L2C,L1/L2/L5全周载波。支持俄罗斯 G LONSS L1 C/A码,L1P码,L2P码,L1/L2全周载波。

(2)技术指标

平面静态:5 mm+0.5 ppm,高程静态:5 mm+1.0 ppm

平面动态:10 mm+1.0 ppm,高程动态:20 mm+1.0 ppm

(3)硬件:R8 GNSS采用了最新的R-Track跟踪技术,主机主要包括内部无线电和标准甚高频天线、控制器等,主机具有单键操作功能。

(4)环境要求:符合防水要求、湿度100%不凝结、完全防尘、防沙、防潮、防震,坚固耐用、寿命长。

(5)工作温度:-40℃～+65℃,存储温度:-40℃～+75℃。

(6)通讯和数据存储:R8 GNSS全集成、全密封,蓝牙通讯,无电缆连接。支持RTK和VRS工作的GSM、移动电话和CDPD modem。数据可以直接记录于接收机11M内存中。

1.2 软件

(1)内业软件:TGO测量后处理软件(含网平差及道路放样、土方量计算模块),简体中文版,全开放免加密汉化版传输以及后处理软件。

(2)外业软件:SurveyController软件可以进行后处理动态,实时动态等多种模式的测量工作;全中文图形化操作方便快捷。终生免费升级。

2 Trimble R8 GNSS在石油物探测量中的应用与探讨

常规的 GPS测量方法有静态、快速静态、RTK、PPK等,Trimble R8 GNSS在石油物探测量中的应用也离不开这些方法,目前RTK方法是应用最多的。

2.1 在苏里格南非纵物探放样应用中的精度分析

2008年,在苏里格南非纵勘探项目中首次引进Trimble R8 GNSS接收机,施工过程中,对Trimble R8 GNSS和Trimble 5700接收机作业情况进行试验对比。

(1)针对工区的不同地形,选择能充分反映工区地貌的农田村庄区(树林覆盖区)、黄土塬区和高大山体区,对其水平精度、垂直精度、卫星数、PDOP值、RMS值等精度进行了对比统计[2],见表1。

从表1对比结果可以看出,使用TrimbleR8 GNSS接收机,水平精度、垂直精度有所提高,PDOP值、RMS值减小,卫星数明显增多,由于改善了卫星的几何图形,从而提高了测量成果精度,其各项精度指标均高于GPS接收机系统。

表1 苏里格南非纵勘探R8&5700接收机RTK放样精度统计表

(2)在已知控制点上做RTK和快速静态的精度对比,见表2。表2是Trimble R8 GNSS和Trimble 5700接收机在已知控制点上做RTK和快速静态检核成果对比,从坐标和高程的互差可以看出,使用Trimble R8 GNSS

表2 已知控制点上RTK和快速静态检核表

接收机测量精度较Trimble 5700均有所提高。

2.2 在石油物探放样作业中的初始化速度对比分析

在确保Trimble R8 GNSS放样精度的前提下,我们再来讨论其初始化速度。表3、表4分别是不少于5颗GPS卫星的情况下各种地形R8&5700初始化对比表和不同距离R8&5700初始化对比表。

由表3可以看出 ,在黄土塬、山沟等条件下 ,Trimble R8 GNSS初始化要比Trimble 5700系统快得多 ,在村庄等树林覆盖区TrimbleR8 GNSS初始化的成功率和速度与Trimble 5700没多大区别,但是Trimble R8 GNSS在开阔地初始化完成后进入密集树林不易失锁,可以进行差分测量,而Trimble 5700进入密林区就会失锁。由表4可见,在无遮挡卫星条件下只要有数传电台信号稳定,距离对初始化的影响不大,总体来说,TrimbleR8 GNSS的初始化较之Trimble 5700等单一GPS系统接收机要快得多。

表3 不少于5颗GPS卫星的情况下各种地形R8&5700初始化对比表

表4 不同距离R8&5700初始化对比表

2.3 在石油物探放样作业中的作业稳定性分析

对工区内因卫星原因不能初始化或无数传电台信号情况下,所做快速静态测量的物理点进行统计分析。

表5是在苏里格南非纵工区施工中,Trimble R8GNSS和Trimble 5700快速静态测点的统计与分析。快速静态测点是指所需要放样的物理点因卫星信号或无数传电台信号等原因,不能进行RTK测量,需要做一定时间的静态,经后处理才能获得此点的坐标和大地高。山地的快速静态测点大多为没有数据链电台信号(差分信号),而村庄内的快速静态测点都是卫星原因不能进行初始化所测的物理点,做一个快速静态测点最少需要8 min,4颗GPS卫星最少需要20 min,后处理时不一定能处理出结果,有时需重测。由表5的数据可以看出,使用Trimble R8 GNSS接收机,快速静态测点的数量明显减少,说明RTK作业的范围扩大。

表5 苏里格南非纵工区快速静态测点统计分析表

3 Trimble R8 GNSS的使用特点及经验

3.1 Trimble R8 GNSS使用的特点

1)反应速度快,RTK初始化一般小于10 s,重捕获时间小于1 s。

2)主机、天线及数据链电台的一体化,加之蓝牙技术的使用,真正实现了无线通讯,减少了主机、天线、手薄及数据链电台间的电缆连接,提高了生产效率。

3)全面兼容,可以和其它厂家的GPS接收机共同作业。

4)Trimble R8 GNSS系统的灵敏度、稳定性和精度方面都优于单独使用GPS或G LONASS系统。

虽然Trimble R8 GNSS接收机宣称采用Trimble R-跟踪技术,能接收和测量 GPS L2-C码和L5信号以及 G LONASS信号,但其只不过是一种既能接收GPS信号,又能接收G LONASS信号的双系统信号接收机,而不是能够接收所有在轨工作的导航卫星信号的接收机。依笔者之见,只有能够接收所有在轨工作的导航卫星信号的接收机,才是真正的GNSS接收机。