gps技术在震源施工中的应用

gps技术在震源施工中的应用

常规震源施工方法随着测量技术的进步和发展，测量新技术的开发和应用也越来越普遍，尤其是全球系统的（gps）应用，彻底改变了传统测量技术和方法，提高了测量水平。震源定位技术是针对震源施工开发的一项测量技术。它在震源施工时,可实时、准确地提供震源车的点位、组合中心以及地形地物等信息,提高了震源施工的质量和效率。震源勘探施工时,如果震源车上没有安装震源定位系统,称为常规方法。在常规方法施工中,如果用单台可控震源车施工,可以在地面上放样出设计点,并做好标记(插小旗);带点员很容易地发现标记并指引该车开到这个位置,使震源点与标记点重合。可实际施工中,常常是多台可控震源车一起工作,并且要求多台可控震源车的组合中心与标记点重合。要满足这个要求,可控震源车有时要移动几次。而震源车每天要在几百个点上施工,显然,常规震源施工方法严重地影响了施工效率。如果在地形复杂地区施工,影响会更大。常规震源施工方法的不足之处主要有以下三点。(1)施工中,很难做到震源组合中心一次符合质量要求,特别是在组合炮点图形和复杂地形时,很难满足施工要求;(2)震源施工的炮点位置没有留下记录,无法鉴定野外的施工质量;(3)如果在夜间施工,不但找点有困难,而且存在不安全隐患。另外,有时会出现定位精度不稳定的现象。源管理系统的设计和组成1.中心控制站、通讯设备震源定位系统由震源GPS定位仪和指挥中心(中心控制站)组成。震源GPS定位仪包括一个震源GPS参考站、几个流动站(个数与施工的震源车的数量相同),如图1所示意。参考站架设在控制点上,流动站安装在震源车上,并与箱体连接,完成炮点的定位任务。中心控制站包括中心控制器和通讯设备,如图2所示。通讯设备安装在震源车上,中心控制器可以安装在震源指挥车或第一辆震源车上,也可以由现场人员拿在手上任意移动。它利用通讯设备与每辆震源GPS定位仪连接,负责实时显示各震源车和组合中心的位置;同时也显示工区图和炮点设计位置、工区情况、行车路线以及到设计点距离,使现场人员能够很容易地找到每一个炮点位置,完成震源施工的带点、监控、指挥、记录等工作,解决震源车到位准确率问题;同时还解决了夜间施工找点困难的问题,保证了夜间施工的质量、效率和安全。2.指挥中心硬件震源定位系统由下面的软、硬件组成:(1)GPS定位仪。包括震源DGPS参考站、安装在震源车上的流动站。(2)指挥中心硬件。包括中心控制器、中心电台和流动站电台。流动站电台发送各流动站的位置信息,中心电台接收这些信息后传到中心控制器。(3)指挥中心软件。安装在中心控制器里,负责管理中心站接收的信息,并为指挥员实时提供震源施工中的有用信息(震源车位置及组合中心、放样差、工区情况等),准确地帮助完成震源定位。源管理系统的功能和特点1.电脑操作系统使用标准Windows操作界面。震源定位系统所使用的掌上电脑提供触摸屏输入功能,无须键盘,仅通过输入笔即可完成信息录入、菜单选择、对象编辑等交互操作。掌上电脑操作系统使用的是美国微软公司的WindowsCE3.0系统。该系统继承了标准桌面电脑操作系统Windows9X简单的操作特点,大多数用户很快就能熟练操作。重要、常用的功能均用图标显示,单击一次即可打开或关闭。2.系统功能(1)输入功能通过微机将地形图、卫星图等图片文件、设计点文件等上传到掌上电脑,作为查找点位、安排行进路线的参考依据。也可将记录的数据下传到微机。(2)实时定位功能掌上电脑的串口与通讯设备连接,实时接收各震源车上GPS定位仪的定位数据流,系统解码分析后应用到各个功能模块。定位精度为亚米级。(3)计算显示功能实时计算震源组合中心,并与电子地图、设计点等一起显示,并支持对这些底图的放大、缩小、平移等操作。(4)确定掌上电脑的边界导航中具有锁定和报警功能。锁定最近测点后,屏幕上实时显示当前位置到最近点之间的方位角和距离(其中方位角可以用箭头指向),指引用户找到该点;当用户接近最近点一定范围内,该系统发出声音警告,并在屏幕上不断变换颜色以提醒用户注意。报警距离由用户设置。当用户逐渐离开当前最近测点后,报警停止;进入下一个最近测点,又重新开始报警。当地图、测点等图形显示在掌上电脑时,这些图形会跟着掌上电脑的旋转而旋转,并无实际方位可言。本系统可对显示出的图形进行实时旋转操作,保证显示方位与真实方位一致。(5)安装相应电脑导航过程同时可记录定位数据,能够显示当前用户的行进路线并存储为路线文件。该文件下载到微机上可以图形方式重新回放,或者将该文件上传到其它安装有本系统的掌上电脑,作为安排前进路线的依据和参考。通过分析这个路线文件,还可以判定某日、某时、某分用户所在的精确位置。形麻黄后可控震源施工在常规震源施工中,当测量组根据炮点(震源点)设计坐标,在实地放样出炮点位置并做好标记,直到完成一束测线所有炮点测量并画出这束线地形草图后,可控震源按图3所示步骤进行施工。(1)震源到点。根据草图上的炮点位置,带点员将震源车带到第一个炮点位置,停车;(2)判断放样差。如图4所示,如果震源组合中心与设计点的放样差小于规范要求,可进行下一步,否则重复第一步;(3)震源勘探。震源发出地震波,并记录有关勘探数据,完成本点勘探;(4)到下一点。开到下一个炮点,重复(1)~(3)步,直到完成所有炮点的施工。源跟踪系统的应用效果1.简化了震源施工流程,提高了施工效率由于震源到点是实时动态进行的,当震源车停车时已经满足到点精度,不需要判断,直接进行震源勘探,省去由于放样差不满足要求而重新移动震源车的时间,提高了施工效率。从图5中可明显的看出,使用震源定位系统后,施工流程要比图3的震源常规施工流程更简单。根据不完全统计,施工生产效率可提高20%以上。2.rtd模式下差分定位精度不高,稳定性差震源定位系统帮助甲方监控了震源施工过程,也促使生产单位严格了施工要求,放样点的精度明显提高。另外,根据用户使用反应:系统差分定位时,精度不高(精度大于2m),并且有时稳定性差。根据这一情况分析,除去外界条件影响外,RTD模式是造成这种现象的主要原因。因此,建议将GPS系统换成具有RTK模式功能的设备