單基站CORS聯(lián)合全站儀在油田井位測(cè)量中的應(yīng)用

摘 要：該文介紹了單基站CORS聯(lián)合全站儀在油田井位測(cè)量中的應(yīng)用，分析了單基站CORS的優(yōu)缺點(diǎn)，提出在特殊區(qū)域應(yīng)用單基站聯(lián)合全站儀進(jìn)行井位放樣工作不但可以提高速度、節(jié)約人力、財(cái)力，而且可以保證放樣的精度。結(jié)合實(shí)例闡述了用單基站CORS聯(lián)合全站儀進(jìn)行井位坐標(biāo)放樣的方法，并就實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題提出了一些建議。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)位?井位測(cè)量 全站儀

中圖分類號(hào)：TB22文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）12（c）-0-01

隨著GPS技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，目前許多油田的鉆井生產(chǎn)單位都已建立單基站CORS來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)RTK進(jìn)行井位測(cè)量，單基站CORS采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)通信鏈，作業(yè)半徑已由以往的十幾公里擴(kuò)展到幾十公里，且遠(yuǎn)距離區(qū)域性工作無(wú)需多次設(shè)站。GPS的使用限制于數(shù)據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱，在樹(shù)林茂密區(qū)域或有高大建筑物影響時(shí)往往出現(xiàn)信號(hào)接收不穩(wěn)定的情況，致使測(cè)量結(jié)果不能滿足精度要求，甚至無(wú)法進(jìn)行測(cè)量工作。筆者參與某采油廠井位測(cè)量工作就遇到了這樣的問(wèn)題，該文就結(jié)合使用單基站CORS聯(lián)合全站儀在井位測(cè)量中的應(yīng)用談一下自己的體會(huì)。

1 單基站CORS和全站儀簡(jiǎn)介

單基站CORS類似于一加一或一加多的RTK，基準(zhǔn)站由一個(gè)連續(xù)運(yùn)行的基站代替，其系統(tǒng)主要有四部分組成：GPS參考站（基準(zhǔn)站）、數(shù)據(jù)服務(wù)器、通信模塊和流動(dòng)站。網(wǎng)絡(luò)通信采用GPRS＼CDMA數(shù)據(jù)傳輸終端模塊。它具有操作簡(jiǎn)便、成本低、精度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、覆蓋率廣等優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)傳統(tǒng)的RTK作業(yè)模式能極大的提高測(cè)量工作效率。全站儀能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)測(cè)角，自動(dòng)測(cè)距、自動(dòng)計(jì)算和自動(dòng)記錄，可用其進(jìn)行空間數(shù)據(jù)采集與更新，實(shí)現(xiàn)測(cè)繪的數(shù)字化。它的優(yōu)勢(shì)在于數(shù)據(jù)處理的快速與準(zhǔn)確性，測(cè)角精度可達(dá)±2”/5”，測(cè)距精度能夠達(dá)到±（2 mm+2 ppm*D），應(yīng)用起來(lái)靈活簡(jiǎn)便，只需保證儀器與觀測(cè)目標(biāo)之間的通視即可，是基本的測(cè)量工具。將單基站CORS和全站儀進(jìn)行聯(lián)合作業(yè)不但可以發(fā)揮GPS測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)又能解決在特殊地形GPS信號(hào)不穩(wěn)定的弊端。

2 井位測(cè)量應(yīng)用實(shí)例

2.1 測(cè)區(qū)概況

測(cè)區(qū)地處平原，地勢(shì)平緩，低洼處的高差不大，且一般遠(yuǎn)離居民區(qū)高大建筑物較少，適合應(yīng)用單基站CORS作業(yè)。按甲方設(shè)計(jì)要求共有368口井坐標(biāo)放樣任務(wù)，其中有4個(gè)井位點(diǎn)在居民區(qū)內(nèi)。

2.2 人員及設(shè)備分配

測(cè)繪人員4名，共分成兩個(gè)小組。應(yīng)用的設(shè)備有天寶5800GPS雙頻接收機(jī)2臺(tái)套，托普康3002N全站儀1臺(tái)。作業(yè)初始按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)兩組使用GPS進(jìn)行放樣，在居民區(qū)附近另外一組改用全站儀配合共同完成井位放樣工作。

3 井位測(cè)量

3.1 基準(zhǔn)站的設(shè)立

基準(zhǔn)站作為一個(gè)長(zhǎng)期運(yùn)行的參考站，應(yīng)選擇視野開(kāi)闊、易于安裝設(shè)備且方便日常的維護(hù)管理的地方。本單位的基準(zhǔn)站選設(shè)在公司辦公樓樓頂，辦公樓共4層，周圍500 m內(nèi)沒(méi)有高大建筑物，在樓頂上安置永久性觀測(cè)墩。數(shù)據(jù)服務(wù)器設(shè)置在獨(dú)立的辦公室內(nèi)。

3.2 應(yīng)用單基站CORS聯(lián)合全站儀作業(yè)

在新區(qū)塊開(kāi)始測(cè)量前，為了確保作業(yè)的精度，首先在測(cè)區(qū)內(nèi)要檢測(cè)一到兩個(gè)已知點(diǎn)，檢測(cè)新測(cè)坐標(biāo)和已知坐標(biāo)較差是否符合要求。滿足要求才可以進(jìn)行GPS放樣工作。在該區(qū)塊測(cè)量了3口油井的平面坐標(biāo)，采集的坐標(biāo)和已知坐標(biāo)較差如表1（單位：m）。

經(jīng)數(shù)據(jù)計(jì)算對(duì)比，在該測(cè)區(qū)實(shí)施GPS放樣可以滿足精度要求，可以按照設(shè)計(jì)坐標(biāo)要求進(jìn)行井位放樣工作。在信號(hào)良好，方便流動(dòng)站貼近的情況下，采用GPS流動(dòng)站直接進(jìn)行井位坐標(biāo)的實(shí)際標(biāo)定工作，該測(cè)區(qū)內(nèi)364個(gè)井位點(diǎn)按照設(shè)計(jì)要求都進(jìn)行了實(shí)地標(biāo)定，而剩余4個(gè)井位點(diǎn)，地處居民樓區(qū)內(nèi)，由于建筑物的遮擋，無(wú)法應(yīng)用GPS直接進(jìn)行井位放樣工作，這時(shí)采用全站儀配合GPS來(lái)完成放樣工作。

3.3 聯(lián)合作業(yè)精度分析

對(duì)于放樣的坐標(biāo)點(diǎn)，采用GPS流動(dòng)站放樣的點(diǎn)，直接應(yīng)用GPS流動(dòng)站進(jìn)行復(fù)測(cè)檢核，用全站儀放樣的坐標(biāo)點(diǎn)，由于無(wú)法采用GPS流動(dòng)站進(jìn)行檢核，因此采用全站儀進(jìn)行檢核，為了節(jié)約時(shí)間可以不必從控制點(diǎn)上進(jìn)行二次觀測(cè)，而直接在檢核的時(shí)候?qū)⑷緝x架設(shè)在放樣點(diǎn)上，以放樣點(diǎn)為已知點(diǎn)，檢核GPS流動(dòng)站放樣的控制點(diǎn)坐標(biāo)，將全站儀最后測(cè)量的控制點(diǎn)坐標(biāo)與GPS流動(dòng)站放樣坐標(biāo)對(duì)比，在誤差范圍容許內(nèi)即完成了定向檢核工作。如表2所示，對(duì)比兩次測(cè)量的結(jié)果，X方向最大差值為0.7，Y方向最大差值為0.6，根據(jù)《石油天然氣井位測(cè)量規(guī)范》規(guī)定，井位測(cè)量中初測(cè)誤差開(kāi)發(fā)井小于10 m、評(píng)價(jià)井小于30 m及預(yù)探井小于50 m；復(fù)測(cè)誤差，開(kāi)發(fā)井和評(píng)價(jià)井小于3 m 及預(yù)探井小于5 m?？梢?jiàn)應(yīng)用全站儀聯(lián)合單基站CORS進(jìn)行井位坐標(biāo)放樣精度完全滿足設(shè)計(jì)精度要求。

4 結(jié)語(yǔ)

應(yīng)用單基站CORS進(jìn)行井位測(cè)量工作，極大的提高的測(cè)量的工作效率，相對(duì)于傳統(tǒng)的作業(yè)方式，它高精度、全天候、作業(yè)半徑大大擴(kuò)大了，降低了成本。但由于環(huán)境限制，在衛(wèi)星信號(hào)弱的地塊或由于遮擋可視衛(wèi)星數(shù)不能滿足要求的情況下可以應(yīng)用全站儀輔助進(jìn)行井位放樣工作，因地制宜的制定施測(cè)方案以確保井位測(cè)量的高精度要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃俊華，陳文森.連續(xù)衛(wèi)星定位綜合服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

[2] 陳紹全，張華海.GPS測(cè)量原理及應(yīng)用 [M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2003.

[3] 楊帆，張予杰.GPS-RTK技術(shù)在油田井位測(cè)量中的應(yīng)用[J].全球定位系統(tǒng)，2005（2）.

[4] 鄭進(jìn)鳳，郭宗河，劉建秀.全站儀輔助點(diǎn)放樣及其應(yīng)用[J].測(cè)繪通報(bào)，2007（4）.