GPS在地震勘探中的应用研究.doc

1绪论 经十几年我国测绘等部门的试用表明，GPS以全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、资源勘察、地球动力学等多种学科、从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命。 在测量领域较早就开始采用GPS 技术，最初，它主要用于建立各种类型和等级的测量控制网，目前它除了仍大量用于这些方面外，在测量领域的其它方面也得到了充分的应用。如:用于各种类型的施工放样、测图、变形观测、航空摄影测量、海测和地理信息系统中地理数据的采集等。尤其在各种类型的测量控制网的建立方面，CPS定位技术己基本上取代了常规测量手段 工程测量过去以光学和机械为主的常规测量仪器现在正向光机电一体化的高科技仪器方向发展，常规的光学经纬仪、水准仪，已逐步被电子经纬仪、全站仪、自动安平水准仪、电子数字水准仪和数字摄影测量系统所代替，现在又出现了GPS。所有测量的外业和内业工作由手工操作向自动化、智能化方向发展，资料管理向数据库信息化方向发展.由于这些新技术、新理论的引进和应用以及与其它学科的互相渗透和交叉，决定了矿山工程测量今后的发展趋势为:测量的仪器和技术向自动化、智能化、信息化方向发展;工程测量理论向高科技、多元化方向发展。 1.1地震勘探现状 地震勘探测量是工程测量的一个重要分支，从平板仪、经纬仪、红外测距仪、全站仪，短短几十年间地震勘探测量的技术和手段不断更新、发展，全球卫星定位系统的应用更是带来了革命性的变化。地震勘探测量是我国最早引进卫星定位技术的领域之一，现在地震勘探测量野外施工中GPS测量技术几乎完全取代了常规的测量方法。 GPS定位技术由单点定位、静态相对定位发展到差分定位、实时动态定位(RTK)。尤其是近几年来RTK技术的出现，它以厘米级的精度，成功地用于实时动态放样和一步法成图，不再需要先建立控制网，直接用GPS接收设备便可测绘地形图.GPS接收机也越来越轻便、耗电少、方便野外观侧。国内几家公司组装生产的GPS单频接收机价格与全站仪相当，手持型GPS导航接收机的价格仅千元。这就给GPS定位技术的应用创造了条件。可以说，GPS技术已经全面普及应用。 区域性控制网的加密与扩展，RTK、多参考站差分等一系列崭新的技术改变了原有的作业方法和流程，提高了工作效率，降低了生产费用，取得了较好的经济效益.随着GPS定位技术的广泛应用，在生产实践中也出现了亟待解决的问题: GPS测量的精度越来越高，尤其是RTK、手持GPS等测量仪器发展的日新月异，功能不断的完善，精度不断的提高，从其原理和精度来说，应该能满足地震勘探的要求，但是原有的规范是否适应科技的发展。 先进的仪器设备在地震勘探中的应用是一种必然的趋势，实际上，在现实工作中已经有了大量的应用。但是，现有的地震勘探规范要么过于落后，如：煤炭资源勘探工程测量规范（1987实施使用），精度要求特别低，一般的测量仪器就能达到他的精度要求，对新的测量技术、仪器没有什么约束性意义，并且没有对GPS-RTK、手扶机等先进测量仪器提出要求；要么是规范中对于测量的要求过于简单对先进的仪器、技术没有明确制定规范。如：煤炭煤层气地震勘探规范（2000年发布，2001年实施） ，只有简短的几段关于测量的要求，并且没有提到关于RTK等先进仪器、技术的具体规范要求。这使得地震勘探工作者和测量工作者都没有明确的标准可以参考，整个工作都比较模糊。 所以针对地震勘探测量领域里的GPS应用研究，对于地震勘探测量的发展有着深刻的、重要的意义。 1.2地震勘探测量 1.2.1什么是地震勘探 地震勘探是近代发展变化最快的地球物理方法之一。它的原理是利用人工激发的地震波在弹性不同的地层内传播规律来勘探地下的地质情况。在地面某处激发的地震波向地下传播时，遇到不同弹性的地层分界面就会产生反射波或折射波返回地面，用专门的仪器可记录这些波，分析所得记录的特点（如波的传播时间、振动形状等），收到的地震波信号与震源特性、检波点的位置与地震波经过的地下岩层的性质和结构有关。通过专门的计算或仪器处理，能较准确地测定这些界面的深度和形态，判断地下岩层的性质和形态。 地震勘探是钻探前勘测石油与天然气等资源的重要手段，在煤田和工程地质勘查、区域地质研究和地壳研究等方面，也得到广泛应用。近年来，应用天然震源的各种地震勘探方法也不断得到发展。 我们生活的空间有一维、二维、三维和多维之说，地震勘探也是如此。地震勘探中的一维勘探是观测一个点的地下情况；二维勘探是观测一条线下面的地下情况；三维勘探是观测一块面积下面的地下情况；若在同一地区不同时间重复做三维地震勘探，则可称之为四维地震勘探。四维是观测同一块面积下面不同时间的地下变化情况。根据地质任务和达到的目的不同，可采用不同维的勘