石油物探测量高程异常确定方案

李积成

摘 要：在我们的传统石油物探测量中，通常采用一些高程异常软件来获得高程异常值，从而求的正常高，但是在一些特殊情况下我们可能不能获得适合于该测区的高程异常软件。本文就是试图提出一种新的方案来提高测量成果高程精度及减少内业工作量，同时也可以为将来我们进行更高精度的测量提供一种测量方法。

关键词：石油物探测量；高程异常模型；大地高；正常高

中图分类号：P618.13 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）10-0160-02

1 现状分析

1.1 高程异常利用现状

近年来，在石油物探测量中，我们常常遇到以下几种情况：无法获得高程异常软件；能够获得，但需要较长时间等待；甲方要求的高程精度高于现有的软件。为了解决这些现实的问题，也为了我们将来开展石油物探测量以外的更高精度的测量工程，我们应该改进工作方式，解决束缚的同时提高测量精度。

1.2 胜利探区控制网现状

在胜利石油物探测量中，还没有进行过高精度的高程控制测量，也没有进行过区域高程拟合，所得到的RTK成果的正常高的精度是有限的。如果用这种工作方式进行高精度的道路（如高速公路、国家一级公路）、桥梁、水利甚至大比例尺的地形测量等，是不能达到规范要求的，CQG2000等软件更不能满足这样的测量项目的精度要求。

2 高程异常及常用的高程异常软件

2.1 高程异常

GNSS测量采用的是大地高程系统，是以椭球面为基准面的高程系统。大地高的定义是，由地面点沿通过该点的椭球面法线，到椭球面的距离，通常以H表示。利用GNSS定位技术，可以直接测定观测站在WGS-84坐标系中的大地高程[1]。

似大地水准面与椭球面之间的高程差，称为高程异常。正常高与大地高之间的转换关系如下：

H=Hγ+ζ

其中，Hγ为正常高，ζ为似大地水准面的高程异常。

2.2 常用的高程异常软件

我们常用的高程异常处理软件有COOR、CQG2000等，全国整体精度约为±0.2m。比我国第一代大地水准面成果（CQG1980）提高一个数量级。但是就局部而言精度可能非常低，所以不适合于较小区域、较高密度的测量项目。而西方发达国家的高程异常处理软件已经达到二等水准测量的精度了。高程拟合的常用方法有均值挂靠法、三次样条曲线拟合法、曲面拟合法。

3 高程异常在石油物探测量中的确定方法的建议

在实际石油物探测量工作中，对于二维物探测量而言，测线往往很长，有的甚至达到一二百公里，适合使用三次样条曲线拟合，它既避免了整体拟合精度差的弊端，也避免了分段拟合的不连续性；对于三维物探测量而言，由于测线分布均匀，适合使用曲面拟合；对于小区域低精度测量项目可以考虑使用均值法。

3.1 高程控制測量

由以上分析我们已经知道，变我们可以改传统的作业模式，使用一种新的方法进行测量施工。首先，获得尽可能多水准点。然后加密控制点后进行高程控制测量（一般情况下，对1/2个测区控制点进行控制测量就可以了）。进行高程控制测量时可以采用精密的水准测量或者是三角高程测量。已经可以证明，三角高程测量可以代替四等甚至三等水准测量[2]。

3.2 GNSS控制测量

利用GNSS进行三维控制测量，然后通过后一定的高程拟合方法就可以获得高程拟合模型（WGS84椭球到似大地水准面），由于建立这个模型的数据来源是工区内的点，且点的分布密度要大于CQG2000在本工区的分布密度，所以该模型的精度应该高于CQG2000。以下是对比数据表1所示。

从表1可知，5至9个已知水准点参与计算出待定点的高程，分别与水准高程比较，相差最大的为0.0131m；最小的为0.0001m。相同点不同已知条件计算出的高程之差最大为0.0090m；最小的为0.0015m。所以说精度是相当高的。

这一步涉及到转化参数求取的问题，因为在石油物探测量中我们往往只能获得工区内极少数的三角点，其高程为1956年黄海高程。我们可以变换一种思路来求解转换参数，方法如下：GNSS定位仪利用工区内已知控制点的WGS84坐标和当地坐标及水准高程求解WGS-84椭球到当地椭球的转换参数。当利用这套参数进行作业时，对测量点的平面坐标精度几乎没有影响。事实是，这一点无论理论上还是从实际对比数据上都已经被证明了。这样我们就可以利用这一套参数获得RTK测量点的当地平面坐标，而正常高则通过WGS-84的大地高及我们建立的高程异常模型来获得

3.3 获取测量点正常高

利用求取的高程异常模型获得测量点的正常高，统方式如图1所示。

可见其流程比较繁琐，我们可以采用更为简便的方式，有两种方式，如果第一种方式能够实现，这种方式将是一种值得应用于石油物探测量、特别是值得应用更高精度的工程测量的测量方式。

图2所示，第一种方式使GPS定位仪具有这样的功能：在测量作业时要求用户输入工区转化参数，同时还可以调用用户自己的高程异常模型（WGS-84椭球到似大地水准面），这样我们就可以直接获得RTK测量点的更高精度的正常高，而不必每天都要进行椭球高到正常高的转换。这个功能应该能够实现或者是一些品牌的定位仪已经实现。

图3所示，第二种方式就是利用我们自己建立的高程异常模型来确定RTK测量点的正常高，其原理同利用已知的高程异常软件相同。只是要把这个模型调用于数据处理软件中（如TGO），从而直接获得各个点的正常高。

4 结语

通过上述方式获得的高程异常模型，不但能够满足石油物探测量的要求，而且能够满足更高的工程测量的要求。所以在以后的石油物探测量中，如果我们难以获得满足甲方精度要求的高程异常软件的话，我们可以考虑自己建立高程拟合模型。而且采用这种方式，也能很简单的求取精度较高的转换参数，不必像以往那样通过三角点水准高+高程异常软件的方式获取。

参考文献

[1]SY/ T517121999.石油物探测量动态测量规范[S].

[2]杨波.GPS高程代替四等水准高程的应用与探讨.广东水利电力职业技术学院学报，2006（1）：22-24.