李佃鋒　葉友龍　馬春麗

【摘 要】目前物探測(cè)量主要利用GPS進(jìn)行放樣，利用全站儀導(dǎo)線進(jìn)行放樣的方法已經(jīng)很少使用，同時(shí)使用兩種儀器進(jìn)行物探測(cè)量更是極少使用，但在地形條件復(fù)雜的地區(qū)，單獨(dú)采用任何一種儀器都無(wú)法完成任務(wù)時(shí)，考慮兩種儀器聯(lián)合施工來(lái)解決地形復(fù)雜的問(wèn)題，不失為一種對(duì)策。論文簡(jiǎn)述了在加蓬共和國(guó)某區(qū)塊二維地震勘探項(xiàng)目復(fù)雜地形中利用GPS和全站儀相結(jié)合進(jìn)行施工的方法。

【Abstract】 At present， geophysical survey mainly uses GPS for lofting. The method of lofting with total station traverse is seldom used. At the same time， geophysical survey with two kinds of instruments is seldom used. However， in areas with complex terrain conditions， it is a countermeasure to consider the joint construction of two instruments to solve the problem of complex terrain. This paper briefly describes the method of using GPS and total station in the complex terrain of a 2d seismic exploration project in a block of Gabon Republic.

【關(guān)鍵詞】聯(lián)合;GPS;全站儀;導(dǎo)線

【Keywords】 combination; GPS; total station; traverse

【中圖分類號(hào)】P228.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）08-0183-02

1 引言

加蓬某區(qū)塊二維地震勘探項(xiàng)目是中國(guó)石化集團(tuán)國(guó)際石油勘探開發(fā)公司與加蓬政府能礦部的一個(gè)合作項(xiàng)目，該區(qū)塊中部和南部為國(guó)家級(jí)森林自然保護(hù)區(qū)，森林覆蓋率極高，工區(qū)中西部分布有與大西洋溝通的大面積的瀉湖，東部為山丘地形，地形起伏大，中部有一條大河橫貫東西，在瀉湖四周和大河兩岸沼澤密布，工區(qū)內(nèi)交通極為匱乏，道路稀少。這些復(fù)雜的自然條件給物探測(cè)量工作出了一個(gè)極大的難題，即如果全部采用GPS作業(yè)，由于森林覆蓋率極高，可實(shí)施性基本為零，如果采用全站儀作業(yè)，由于控制點(diǎn)太少，交通困難，首級(jí)控制測(cè)量工作都難于完成，對(duì)此，測(cè)量技術(shù)主管召集技術(shù)骨干研究對(duì)策，最終決定采用GPS+全站儀聯(lián)合作業(yè)的方法，即利用GPS布設(shè)首級(jí)控制網(wǎng)及導(dǎo)線控制點(diǎn)，利用全站儀進(jìn)行物理點(diǎn)放樣。

2 布設(shè)首級(jí)控制網(wǎng)及導(dǎo)線控制點(diǎn)

①首級(jí)控制。工區(qū)內(nèi)分布有加蓬國(guó)家等級(jí)三角點(diǎn)3個(gè)，確定使用這三個(gè)點(diǎn)為首級(jí)控制網(wǎng)的起算點(diǎn)，控制網(wǎng)采用GPS靜態(tài)方法按石油物探II級(jí)GPS網(wǎng)要求布設(shè)。由于工區(qū)內(nèi)森林覆蓋率極高，供GPS靜態(tài)觀測(cè)的場(chǎng)地很少，只有幾個(gè)面積很小的草原，如果在靠近森林的地方選點(diǎn)，由于首級(jí)控制精度要求高，必須進(jìn)行清場(chǎng)工作[1]，將方圓50m范圍內(nèi)的樹木伐倒并清理干凈，工作量非常大且會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大破壞，同時(shí)影響作業(yè)進(jìn)度，因此，控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)和選點(diǎn)成為首級(jí)控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，既要將點(diǎn)位選在開闊、無(wú)須太多清場(chǎng)工作的地方，又要使點(diǎn)數(shù)能滿足施工的需要，即以最少的網(wǎng)點(diǎn)滿足控制的需要。首先根據(jù)工區(qū)遙感圖在小草原和大路附近設(shè)計(jì)了7個(gè)網(wǎng)點(diǎn)，點(diǎn)位分布比較均勻，控制距離均在15km以內(nèi)，能控制到整個(gè)工區(qū)。在經(jīng)過(guò)幾天的實(shí)地踏勘后，確定都能到達(dá)點(diǎn)位，并且觀測(cè)環(huán)境較好。埋石穩(wěn)定后，進(jìn)行觀測(cè)，為了保證后期處理能一次通過(guò)，不耽誤生產(chǎn)，采取2時(shí)段觀測(cè)方法，每個(gè)時(shí)段采集時(shí)間大于2h。最終控制網(wǎng)一次通過(guò)處理，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到規(guī)范要求，并通過(guò)了甲方的驗(yàn)收。

②加密控制。加密控制點(diǎn)的作用是為導(dǎo)線放樣提供起閉方位和坐標(biāo)，由于工區(qū)范圍大，所需控制點(diǎn)多，前期全部布設(shè)到位不現(xiàn)實(shí)，因此，采用邊生產(chǎn)邊加密的方法進(jìn)行，即先加密一定數(shù)量的控制點(diǎn)，滿足前期生產(chǎn)需要，然后專門成立一個(gè)加密控制組，只負(fù)責(zé)加密控制的工作，保持加密控制進(jìn)度始終快于放樣工作進(jìn)度，使放樣工作有控制點(diǎn)可用[2]。加密形式是一對(duì)一對(duì)地加密，即每次加密最少兩個(gè)點(diǎn)，兩個(gè)點(diǎn)之間必須通視，兩點(diǎn)間距離滿足SY/T 5171—2003《石油物探測(cè)量規(guī)范》對(duì)導(dǎo)線起閉邊長(zhǎng)的要求。加密控制采用單環(huán)（三邊環(huán)）靜態(tài)方法布設(shè)，即在首級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)架設(shè)一臺(tái)GPS，在兩個(gè)加密點(diǎn)上分別架設(shè)一臺(tái)GPS，同步觀測(cè)1h以上。由于加密控制點(diǎn)必須靠近測(cè)線，以減少上線過(guò)程中的砍伐樹木工作，選點(diǎn)基本沒(méi)有靈活性，絕大部分點(diǎn)位均在森林中，每個(gè)點(diǎn)都要進(jìn)行清場(chǎng)工作，并且交通極差，車輛無(wú)法到達(dá)點(diǎn)位，因此，做點(diǎn)效率較低，一天最多只能做兩對(duì)點(diǎn)，大部分時(shí)間只能做一對(duì)點(diǎn)。加密控制點(diǎn)時(shí)必須遵循這樣的原則，即先布設(shè)供導(dǎo)線起始使用的控制點(diǎn)，后布設(shè)導(dǎo)線閉合使用的控制點(diǎn)，這樣的好處是使放樣工作不至于等待起始點(diǎn)。然后在放樣過(guò)程中，再選擇合適的位置布設(shè)閉合控制點(diǎn)。

3 測(cè)線放樣

本區(qū)塊陸上部分基本覆蓋了原始森林，RTK方法根本無(wú)法作業(yè)，只有瀉湖可以采用RTK方法進(jìn)行放樣，而工區(qū)陸上部分占了90%之多，因此，放樣工作主要使用全站儀采用導(dǎo)線方法進(jìn)行，只有瀉湖上使用RTK方法。

在加密一定數(shù)量的控制點(diǎn)后開始測(cè)線放樣，放樣采用的形式是：清線組和放樣組綜合在一個(gè)組里，邊清線邊放樣，在測(cè)站上線后，由測(cè)站指揮清線組一直沿著測(cè)線方向前進(jìn)，使導(dǎo)線成直伸形[3]。這樣的形式有三個(gè)好處：一是走最短的路線完成放樣工作;二是清線后形成的通道可供后序班組使用;三是直伸形導(dǎo)線可減小由角度引起的點(diǎn)位誤差。

本次項(xiàng)目我們使用的是徠卡公司的TC802全站儀，該型號(hào)是針對(duì)放樣工作設(shè)計(jì)的，在設(shè)站輸入起算數(shù)據(jù)后，就可根據(jù)室內(nèi)上傳至儀器內(nèi)的物理點(diǎn)樁號(hào)和坐標(biāo)進(jìn)行放樣，同時(shí)進(jìn)行導(dǎo)線觀測(cè)。在導(dǎo)線觀測(cè)過(guò)程中，各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)就已經(jīng)由儀器實(shí)時(shí)計(jì)算出來(lái)并存貯，儀器搬至下一站后，設(shè)站時(shí)輸入導(dǎo)線點(diǎn)名，儀器自動(dòng)調(diào)用該點(diǎn)的坐標(biāo)，后視定向后就可以進(jìn)行坐標(biāo)放樣[4]。這樣的作業(yè)方式方便了野外操作，不需要在導(dǎo)線處理完后再重新走一遍通道進(jìn)行物理點(diǎn)放樣，節(jié)省了大量的人力和時(shí)間，但必須考慮到的問(wèn)題是，儀器計(jì)算各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)時(shí)使用的邊長(zhǎng)是野外觀測(cè)值，并未加入曲率改正，隨著導(dǎo)線越來(lái)越長(zhǎng)，累積的誤差也將越來(lái)越大，根據(jù)計(jì)算，本區(qū)塊每公里的曲率改正為33cm，而由于加密控制點(diǎn)布設(shè)難度大，導(dǎo)線長(zhǎng)度一般都在5km左右，有的甚至達(dá)到10km，可見累積誤差并不小，離導(dǎo)線起始點(diǎn)越遠(yuǎn)的物理點(diǎn)放樣值與理論值誤差越大。由于地形復(fù)雜，各小組每天的工作量均在1km左右，在困難地段只有幾百米，一天下來(lái)的累積誤差并不大，最大的才30cm左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于二維地震采集規(guī)范限制的最大值，因此，當(dāng)天內(nèi)的數(shù)據(jù)并不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，要解決的是第二天、第三天，直到導(dǎo)線閉合這幾天的改正問(wèn)題。我們解決這個(gè)問(wèn)題的措施是每天收工后將數(shù)據(jù)下載到計(jì)算機(jī)中，使用國(guó)際物探市場(chǎng)通用的Gpseismic軟件按支導(dǎo)線計(jì)算一遍（計(jì)算過(guò)程中軟件自動(dòng)加入曲率改正），得到各導(dǎo)線點(diǎn)的新坐標(biāo)。第二天設(shè)站時(shí)本站和后視坐標(biāo)均手工輸入新坐標(biāo)，不調(diào)用儀器內(nèi)的坐標(biāo)，收工后再將第二天的原始數(shù)據(jù)與第一天的原始數(shù)據(jù)連接起來(lái)按支導(dǎo)線計(jì)算，以此類推。這樣就很好地解決了曲率改正的問(wèn)題，整個(gè)工區(qū)未出現(xiàn)誤差超限的物理點(diǎn)。

4 施工經(jīng)驗(yàn)

通過(guò)本區(qū)塊二維地震采集項(xiàng)目的測(cè)量工作，得出以下幾條經(jīng)驗(yàn)：

①在使用GPS和全站儀聯(lián)合作業(yè)的復(fù)雜工區(qū)，首級(jí)控制一定要科學(xué)合理設(shè)計(jì)，既滿足施工需要，又不布設(shè)多余網(wǎng)點(diǎn)。

②加密控制點(diǎn)先滿足導(dǎo)線起始點(diǎn)的需要，在放樣過(guò)程中加密導(dǎo)線閉合點(diǎn)。

③導(dǎo)線觀測(cè)與放樣工作同時(shí)進(jìn)行時(shí)必須考慮曲率改正，高海拔地區(qū)還要考慮高程對(duì)邊長(zhǎng)改正的影響。

5 結(jié)論

通過(guò)本次項(xiàng)目的順利施工，并通過(guò)了甲方竣工驗(yàn)收，得出以下結(jié)論：

①在森林覆蓋率極大的工區(qū)，使用GPS靜態(tài)結(jié)合常規(guī)測(cè)量方法完全可行;

②使用本方法過(guò)程中，每條導(dǎo)線每天的工作量最好不要超過(guò)2km（實(shí)際也很難達(dá)到）。

【參考文獻(xiàn)】

【1】張鳳舉，邢永昌.礦區(qū)控制測(cè)量[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1987.

【2】張弘，劉學(xué).RTK定位測(cè)量的誤差分析及提高精度的關(guān)鍵[J].城市勘測(cè)，2007（01）：18-20.

【3】張振軍，謝中華，馮傳勇.RTK測(cè)量精度評(píng)定方法研究[J].測(cè)繪通報(bào)，2007（01）：26-28.

【4】蔡文惠，謝峰震.RTK技術(shù)實(shí)際應(yīng)用優(yōu)劣及其質(zhì)量控制探討[J].科技資訊，2006（36）：28.