试析地震勘探工程测量方法

论文导读：
摘要：本文针对以往在黄土塬区地震勘探工程测量中所存在的实际理由，结合黄土塬区特殊的地形地貌特征，从地区的勘探特点和主要技术难点入手，通过对GPS制约网的布设、加密、物理点测量等技术理由的论述，提出了有效实施地震勘探区测量施工的策略，从而解决黄土塬区的地震勘探测量难理由，以期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 工程测量 坐标转换参数 GPS RTK 测量标志
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对于黄土塬区地震勘探的测量是世界性难题之一，国内目前尚处于初始阶段。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，还有很多的理由存在。在典型的黄土塬区开展地震勘探测量中，充分分析地位特征，因地制宜的选择合适的技术手段与策略，才能趋利避害，在黄土塬区的勘探测量中获取较好成果。

一、测区的地貌及勘探特点

1.黄土塬区的地貌特点

黄土塬区又被称之为黄土平台，海拔较高，以农耕作业为主，分布在高平盆地的。在平面图上看起来类似花瓣的形状，是由新生界红土、黄土堆积而成的高原，黄土厚度达到400米。长期受到风化、侵蚀、冲刷、切割等自然因素的影响，形成各态的坡沟等，呈现黄土疏松干燥、地形起伏大、含水性差等特点。

2.黄土塬区的勘探特点

黄土塬区不同于平原或者山地沙漠地区，由于其具有土质松软干燥、弹性差等特点，直接导致了黄土塬区的地震勘探工程测量难度增加，不能很好的吸收地震波，很容易导致面波、折射波、多次波的发生，增加次生干扰；巨厚的黄土层结构导致内部孔隙中充满空气，介质的各向异性严重；黄土厚度的变化较大及地形的起伏，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，测线交叉制约数据的精度也受到影响；地震激发和接收条件差，勘测数据也因而受到影响。

二、地震勘探工程测量中的理由

1.已有资料现势性差

在黄土塬区进行地震勘探测量工作，经常会遇到已知高等级制约点缺少或制约点标石破坏严重等理由；此外，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。给制约网布设与工程测量工作带来不便。

2. 坐标转换理由

地震勘探工程布置图所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，在RTK测量过程中，需将观测获得的WGS84坐标转换为当地坐标，这就要求解算出勘探区内WGS84坐标系—当地坐标系之间的转换参数。

3.数据处理难度大

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重测，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，同时也降低了解算结果的准确性。

4. RTK测量时流动站接受信号不稳定

随着GPS技术的不断完善，RTK实时动态测量策略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，在沟壑密集区与树木较多地区作业时，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。

5.测量标志设置理由

在黄土塬区进行地震勘探测量，由于土质松软干燥，不利于测量标志的永久性保存。致使埋设的制约点标石易造破坏，放样在实地的激发点与接收点标志容易丢失。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。

三、地震勘探区的工程测量策略

以上针对黄土塬区的地形特点和测量施工理由进行了分析，根据实际工作情况，提出以下富有成效的施工策略。
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1. GPS制约网施测方案

分级布设GPS制约点，逐级加密的施工策略是施工中达到工区制约点布设要求的一种有效策略。通过对工区内及周边已有的高等级制约点和工区概况进行踏勘，确约点布设方案与联测方式。
勘探区首级制约网宜采用GPS静态测量，制约点的埋设与静态观测都应满足相应的规范要求。观测时选择最佳观测时段，适当延长观测时间，以确保观测数据质量可靠。如果勘探区内布设的首级制约点，达不到施工要求，可根据需要对制约点进行加密，制约点加密可采用RTK实时动态测量策略完成。

2. 求取坐标转换参数

常用的坐标转参数一般有七参数与四参数两种。其中，七参数的求解通常使用GPS静态测量数据，通过解算获得观测点的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。四参数可以通过现场点校正的策略获取。由于七参数较四参数而言精度更高，有条件的勘探区应尽可能选用七参数。

3. 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。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。
在黄土塬区，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，基准站应尽量设置于相对制高点上，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。

4. 其他测量策略

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。放样策略有全站仪极坐标法、钢尺量距法、方向交会法、测绳测量法等。采用全站仪极坐标法进行测量时，可在仪器中设置球气论文导读：01期上一页12
差改正与棱镜常数，使测量成果更接近真实值。以上常规测量策略灵活应用，既能解决GPS卫星信号盲区RTK测量时的卫星信号失锁理由，又能减少GPS的测量工作量，从而确保工程进度。该地震勘探测量策略已经被广泛应用到河北、辽宁、安徽、宁夏、内蒙、山西等的黄土塬区、山区、丘陵地区。

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作用。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制；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。

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，对提高业务水平有很大的帮助；此外，还应该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。
四、结束语
总而言之，对于交通运输不便、通讯不发达的地区，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，不断进行详细的勘测，采取有效的策略，在提高精度的同时，提升工作效率，最大程度的节约施工成本资金。当然，在今后的实际测量中，为了让地震勘探工程测量技术策略不断创新，除了借鉴以往的成功经验外，还需要因地制宜，进一步加强课题研究和攻关，改善勘测技术策略。
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