西部地区地震勘探测量施工质量的因素及控制方法

西部地区地震勘探测量施工质量的因素及控制方法

张忠伟,石,峰,王国伟

(东方地球物理公司装备服务处吐哈作业部，新疆哈密 839009)

摘要：本文针对以往在西部高原地区地震勘探工程测量施工过程中所存在的实际问题，从而解决西部高原地区的地震勘探测量施工难问题，以及对其他类似地块的地震勘探测量工作有所帮助。

关键词：地震勘探；测量施工；质量控制；研究

对于西部高原地区地震勘探的测量是世界性难题之一，国内目前尚处于不断完善阶段。尽管随着西部大开发热潮的涌起，该地区的勘探测量已经初见成效，但相比较其他的地区来说，还有很多的问题存在。

1西部高原地区的地貌特点和勘探特点

西部高原地区又被称之为黄土高原，海拔较高，是由新生界红土、黄土堆积而成的高原，黄土厚度达到400米左右。长期受到风化、侵蚀、冲刷、切割等自然因素的影响，形成形态各异的坡沟等，呈现黄土疏松干燥、地形起伏大、含水性差等特点。这样的地貌特点直接导致了西部高原地区的地震勘探工程测量难度增加，特别是黄土厚度的变化起伏，给勘探测量设备进入现场作业增加了难度，机械性施工难，主要靠人工测量，测线交叉控制数据的精度也受到影响。

2地震勘探工程测量中的问题

2.1已有资料现势性较差的问题

西部地区由于地域辽阔，在该地区进行地震勘探测量工作，经常会遇到可以利用的有效控制点少，特别是深埋式标志、观测墩标志破坏严重、水准线路跨度大等问题，同时，                                                                                                                                                                                                                                                                                      

受自然地理环境及经济条件的限制，勘探区内难以收集到现势性较强的地形图资料。给控制网布设与工程测量工作带来不便。

2.2坐标转换和高程拟合问题

地震勘探工程布置时采用的坐标系统与收集的已有资料的坐标系统不一致，需先求出两套坐标系之间的转换参数，进行坐标转换后，方可进行工程测量工作。此外，西部地区地形起伏比较大，大地水准面模型精度相对较差，不能适应各项发展对空间地理信息的需求。

在RTK测量过程中，需将控制点WGS84坐标转换为当地坐标，这就要求解算出区域内WGS84坐标系到当地坐标系之间的转换参数。

2.3静态观测数据处理问题

由于受当地通讯、交通及地形等多方面因素的影响， 在GPS静态测量中许多的同步观测点开关机时间不一致， 出现同步时间不足的现象，需要对个别同步环进行复测与补测， 导致观测数据量增大；外界条件对GPS接收卫星信号的影响，使得基线解算难度增加，同时也降低了解计算结果的准确性。

2.4 RTK测量时信号不稳定的问题

随着GPS技术的不断完善， RTK实时动态测量方法已在地震勘探工程测量中得到了广泛应用。但受地形地貌特征的影响，特别在沟壑、断崖、高大树木较多的地区作业时， RTK流动站接收GPS卫星信号与电台信号会比较容易失锁， 而且测量精度较差。

2.5测量标志设置问题

在西部高原地区进行地震勘探测量，由于土质松软干燥，不利于测量控制点标志的永久性保存。致使埋设的控制点标石易遭破坏；同时，在放样激发点和接收点标志时也容易丢失，从而给地震勘探技术人员的野外作业带来不便。测量标志缺失严重地段需进行多次补测，不但增加了测量工作量，也会使整个勘探工作进度滞后。

3地震勘探区的工程测量方法改进对策

以上针对西部高原地区的地形特点和测量施工问题进行了分析，根据实际工作情况，提出以下富有成效的施工改进方法对策。

3.1 GPS控制网施测方案

“从整体到局部，从高级到低级”的原则。先建立控制测量网，分级布设GPS控制测量点，逐级加密的施工方法是施工中达到工区控制点布设要求的一种有效方法。通过对施工区内及周边已有的高等级控制点和工区概况进行踏勘，确定控制点布设方案与联测方式。勘探区快首级控制网宜采用GPS静态测量， 控制点的标识、埋石和静态观测都应满足相应的《规范》要求。

3.2求取坐标转换参数

常用的不同坐标转之间的转换有七参数与三参数两种。其中，七参数的求解通常使用GPS静态测量数据，通过计算获得控制点的WGS84椭球下的大地坐标经纬度和工程测量中所使用的高斯投影后的平面直角坐标，利用最小二乘原理进行求解。计算七参数时使用的公共点应不少于3个，尽可能覆盖整个勘探区且位置分布均匀。三参数的求解除了用同步观测GPS静态测量数据外，也可以通过现场点校正的方法获取。由于七参数较三参数而言精度更高，有条件的勘探区应尽可能选用七参数。

3.3 RTK实时动态测量

RTK测量技术是以载波相位观测量为依据的实时差分GPS测量技术，其基本原理是：基准站接收机对所有可见GPS卫星进行连续观测，并将观测数据通过无线电传输设备， 实时地发送给流动站，流动站接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收来自基准站的观测数据，然后根据相对定位原理，实时地解算出流动站的三维坐标，在实际工作中，在观测4颗卫星之后，流动站就可以解算出厘米级的动态位置。RTK测量具有数据处理简单、测量速度快、无需点位间通视、能够全天候作业等优点。在西部高原地区， RTK实时动态测量技术是进行地震勘探工程放样的最有效手段之一。为了减小地形特征对流动站和基准站之间的信号传递造成的影响，基准站应尽量设置在相对制高点上，以方便播发差分改正信号。特殊地区应适时增设中继站，增强基准站的发射信号，以免出现信息死角，从而提高测量精度及工作效率。

随着通讯技术的发展，基准站和流动站之间的通讯可以使用无线网络进行。无线通信技术的应用扩展了测量任务的范围，尤其是在困难地形的区域中。可以把参考站的差分信号传输到Internet的固定IP地址上。然后可以获得较好差分信号。这种操作模式解决了困难的区域中信号传输困难的问题，有效地增加了RTK通信距离，提高物理点放样日效。

3.4其他测量方法

在悬崖峭壁和树林茂盛的一些特殊区域，无法实现GPS RTK测量，可采用常规测量法进行物理点的放样测量。放样方法有全站仪极坐标法、在全站仪的实际应用中，还应注意使用全站仪的规格和条件，确保放样点和全站仪可见，并且没有被高大的建筑物遮挡。采用全站仪极坐标法进行测量时，可在仪器中设置球气差改正与棱镜常数，使测量成果更接近真实值。以上常规测量方法灵活应用，既能解决GPS卫星信号盲区RTK测量时的卫星信号失锁问题，又确保了测量工作量， 从而提高了工程进度。

3.5规范测量标志

测量标志的埋置对于保证物理点点位的准确性具有重要意义。在不同地表条件下，同一物理点上采用多种标志集合法较为常见。不同的地理特征有不同的物理点埋设法：沙漠、戈壁地区的测量施工，一般采用铁丝、红黄旗、石头堆等多种标志进行野外埋置；水陆交互地带的测量施工，一般采用漂浮、油漆和竹竿等做标记；山区丛林地区的测量施工，一般采用竹签、土堆、布条、油漆、纸花、胶带等作为主要标志。这些统一测量标志的规范性，在实现有效精细测量的同时，也有助于地震勘探施工测线号及桩号的快速识别。

3.6提高施工人员的技术服务水平

复杂地表情况下高精度的地震勘探项目不断增加， GPS定位技术和相关的先进技术不断被引进应用到现场施工中， 这就要求测量施工人员的技术服务水平登上一个新的高度。熟练操作各种仪器，尤其是掌握各种GPS定位技术， 并灵活运用，这就需要加强测量施工人员与地震队伍的技术交流学习，达到提高地震勘探知识和野外施工技能的目的。

4结束语

对于交通运输不便、通信不发达的地区，在地震勘探工程测量施工中，要充分考虑地形地貌形成的不利因素，不断进行详细地勘测，采取有效的方法，在提高精度的同时，提升工作效率，最大程度地节约施工成本资金。

参考文献:

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