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１ GPS石油地球物理勘探的应用概述
在石油地质勘探测量中，GPS在近十年来做出突出贡献。GPS动态测量技术已被广泛用于沙漠、山地、海上甚至扩展到部分丛林地区，为我们地球物理勘探的全球化作出了突出贡献。
1.1 GPS控制测量。在某种程度上说，物探控制测量的精度决定了物探测量的精度。在物探的控制测量中GPS起到至关重要的作用，在石油物探测量中控制网的建立，通过引入工区内外高等级控制点来工区布设控制网，主要是采用静态定位技术即用接收机测得卫星发送的伪距、载波相位等信号观测值；再将观测值下载到计算机中处理，通过基线处理、网平差、坐标转换和高程转换求出高精度的网点（基准站）坐标，从而完成工区内基本控制，得到在以后进行物理点放样时的参考站坐标。
1.2 大地水准面精化的研究。为了提高石油物探测量精度，满足区域内地球物理勘探的要求，东方地球物理公司与武汉大学合作。利用GPS静态测量技术，先后在塔里木盆地、吐鲁番盆地和酒泉等石油物探作业相对集中的地区进行了精化大地水准面方面的研究。
1.3 导线的布设。石油物探导线测量是在控制网的基础上，利用Real Time Kinematic（RTK）技术进行实时定位，要求分别架设荃准站和流动站，利用无线通信手段将基准站的数据发送到流动站进行实时差分处理，得到5～10CM的实时定位精度。
２ GPS定位基本原理和误差源
由于微观世界的测量涉及量子理论和技术，需要特殊方法和手段。因此，我们这里的定位含义，仍然是讨论宏观世界里有关信息、事件和目标的发生时间和空间位置的确定。按照定位的模式来说，GPS定位的方法可以分为绝对定位和相对定位。其中绝对定位又称为单点定位，这种定位模式的特点是作业方式简单，可以单机作业。GPS定位根据定位时接收机的运动状态可以分为动态定位和静态定位。在石油地球物理勘探中，测量手段主要是使用基于相位观测值相对定位的静态定位方法进行控制测量。用实时动态定位（RTK）方法进行导线或物理点的放样。
3 与卫星有关的误差
3.1 卫星星历误差。钟误差包括由钟差、频偏、频漂等产生的误差，也包含钟的随机误差。在GPS测量中，无论是组合码相位观测还是载波相位观测，均要求卫星钟和接收机钟保持严格同步。尽管GPS卫星均没有高精度的原子钟（铆钟和艳钟），但与理想的GPS时之间存在着偏差或漂移。这些偏差的总量均在Ims以内，由此引起的等效距离误差约可达300km。
3.2 接收机钟误差。GPS接收机一般采用高精度的石英钟，其稳定度约为9～10，若接收机钟与卫星钟间的同步差为Is，则由此引起的等效距离误差为300m。
3.3 接收机的位置误差。接收机天线相位中心相对观测站标石中心位置的误差，叫接收机位置误差。
3.4 天線相位中心位里的偏差。实际上天线的相位中心随着信号输入的强度和方向不同而有所变化，这种差别叫天线相位中心的位置偏差。这种偏差的影响，可达数毫米至数厘米。而如何减少相位中心的偏移是天线设计中的一个重要问题。
3.5 电离层延迟误差。当GPS信号通过电离层时，如同其他电磁波一样，信号的路径会发生弯曲，传播速度也会发生变化，这种偏差叫电离层折射误差。在标准误差模型中，电离层的误差为4m。
3.６ 对流层延迟误差。对流层的折射与地面气候、大气压力、温度和湿度变化密切相关，当在天顶方向（高度角90°），其影响达2.3m，当在地面方向（高度角为100°），其影响可达20m。
４ GPS RTK技术的特点
在GPS RTK测量中，要求有三点：一是能接收5颗以上的GPS卫星；二是迁站过程中不能关机、不能失锁；三是必须能同时接收到GPS卫星的信号和基准站播发的差分信号。目前，RTK系统的数据传输多采用超高频（UHF）、甚高频（VHF）和高频（HF）播发差分信号。为了接收到参考站播发的差分信号，要求参考站和流动站之间的天线必须“准光学通视”。在不能满足“准光学通视”条件下，必须进行RTK测量时，应采取下列四项措施：第一，事先在视野开阔、通视效果好的测区制高点上布测GPS控制点，作为今后的基准站；第二，缩短各点至参考站的距离，使其能“准光学通视”；第三，提高参考站天线的架设高度，以利于基准站的信号传输范围大；第四，有地形、地物遮挡时，另增设中继站。
在石油地球物理勘探中，测量手段主要是使用基于相位观测值相对定位的静态定位方法进行控制测量，从而得到参考站的坐标：用实时动态定位（RTK）方法进行导线或物理点的放样；同时将DGPS流动站安装在震源或爆炸机上，从而获得震源或爆炸机实时位置，这些技术目前在石油物探领域己经属于成熟技术并得到广泛应用。
５ GPS放样测量
在石油物探的GPS测量中，物理点的放样多采用实时差分测盈（m）法来进行，也有少数使用DGPS方法进行施工的，这里我们主要介绍GPS RTK方法。
5.1 设计侧线。可采用专用设计软件测线设计。包括：计算理论坐标、定义数据格式、上线设计等。设计时要充分考虑到工区或测线的具体地形、地貌，在保证地震采集质量的情况下设计有利于施工的各个物理点的理论位置。
5.2 数据上装。使用仪器厂商提供的商业软件上装数据。
5.3 野外施侧。按照规范或甲方要求和施工设计的限差放样物理点。多数情况下进行物理点放样时，要根据地形、地貌进行现场调整物理点位置，这也是GPS RTK技术的一大优点即实时测定物理点的位置。
5.4 现场质盆控制。各流动站在每次开机之后都要检查各作业参数设里的正确性，再复测2个以上的物理点（或复测2次单个控制点）进行检核后再进行施工，物理点放样不合格时要进行重测和补测。
5.5 数据下装和处理。定义下装数据的格式，使用仪器厂商提供的软件下装数据。使用相应软件进行数据处理。同时进行各种检验和质量统计，包括：高程处理，物理点放样偏差检验、交点检验、复测点检验、重复点、遗漏点检验、精度评定、排序整理、格式转换、成果打印等。
5.6 数据和图形的管理。根据甲方要求在相应测最软件中定义各类格式如SPS.P 1.90等，进行AutoCAD图层管理，至少应包括基础地理信息图层、控制点层、管线层、道路交通层、水系层、老测线接收点层、老测线橄发点层、新测线接收点层、新测线激发点层、植被层、其它特殊地物图层等。
参考文献
１ 刘基余等.GPS卫星导航定位原理和方法.北京：科学出版社，
2003
２ 王惠南.GPS导航原理与应用.科学出版社，2003
3 张秀胜等.GPS测量在石油地球物理勘探中的应用.东北测绘，
2002
4 孙绍斌等.全球精密RTK在物探测量中的应用研究，2003
在石油地质勘探测量中，GPS在近十年来做出突出贡献。GPS动态测量技术已被广泛用于沙漠、山地、海上甚至扩展到部分丛林地区，为我们地球物理勘探的全球化作出了突出贡献。
1.1 GPS控制测量。在某种程度上说，物探控制测量的精度决定了物探测量的精度。在物探的控制测量中GPS起到至关重要的作用，在石油物探测量中控制网的建立，通过引入工区内外高等级控制点来工区布设控制网，主要是采用静态定位技术即用接收机测得卫星发送的伪距、载波相位等信号观测值；再将观测值下载到计算机中处理，通过基线处理、网平差、坐标转换和高程转换求出高精度的网点（基准站）坐标，从而完成工区内基本控制，得到在以后进行物理点放样时的参考站坐标。
1.2 大地水准面精化的研究。为了提高石油物探测量精度，满足区域内地球物理勘探的要求，东方地球物理公司与武汉大学合作。利用GPS静态测量技术，先后在塔里木盆地、吐鲁番盆地和酒泉等石油物探作业相对集中的地区进行了精化大地水准面方面的研究。
1.3 导线的布设。石油物探导线测量是在控制网的基础上，利用Real Time Kinematic（RTK）技术进行实时定位，要求分别架设荃准站和流动站，利用无线通信手段将基准站的数据发送到流动站进行实时差分处理，得到5～10CM的实时定位精度。
２ GPS定位基本原理和误差源
由于微观世界的测量涉及量子理论和技术，需要特殊方法和手段。因此，我们这里的定位含义，仍然是讨论宏观世界里有关信息、事件和目标的发生时间和空间位置的确定。按照定位的模式来说，GPS定位的方法可以分为绝对定位和相对定位。其中绝对定位又称为单点定位，这种定位模式的特点是作业方式简单，可以单机作业。GPS定位根据定位时接收机的运动状态可以分为动态定位和静态定位。在石油地球物理勘探中，测量手段主要是使用基于相位观测值相对定位的静态定位方法进行控制测量。用实时动态定位（RTK）方法进行导线或物理点的放样。
3 与卫星有关的误差
3.1 卫星星历误差。钟误差包括由钟差、频偏、频漂等产生的误差，也包含钟的随机误差。在GPS测量中，无论是组合码相位观测还是载波相位观测，均要求卫星钟和接收机钟保持严格同步。尽管GPS卫星均没有高精度的原子钟（铆钟和艳钟），但与理想的GPS时之间存在着偏差或漂移。这些偏差的总量均在Ims以内，由此引起的等效距离误差约可达300km。
3.2 接收机钟误差。GPS接收机一般采用高精度的石英钟，其稳定度约为9～10，若接收机钟与卫星钟间的同步差为Is，则由此引起的等效距离误差为300m。
3.3 接收机的位置误差。接收机天线相位中心相对观测站标石中心位置的误差，叫接收机位置误差。
3.4 天線相位中心位里的偏差。实际上天线的相位中心随着信号输入的强度和方向不同而有所变化，这种差别叫天线相位中心的位置偏差。这种偏差的影响，可达数毫米至数厘米。而如何减少相位中心的偏移是天线设计中的一个重要问题。
3.5 电离层延迟误差。当GPS信号通过电离层时，如同其他电磁波一样，信号的路径会发生弯曲，传播速度也会发生变化，这种偏差叫电离层折射误差。在标准误差模型中，电离层的误差为4m。
3.６ 对流层延迟误差。对流层的折射与地面气候、大气压力、温度和湿度变化密切相关，当在天顶方向（高度角90°），其影响达2.3m，当在地面方向（高度角为100°），其影响可达20m。
４ GPS RTK技术的特点
在GPS RTK测量中，要求有三点：一是能接收5颗以上的GPS卫星；二是迁站过程中不能关机、不能失锁；三是必须能同时接收到GPS卫星的信号和基准站播发的差分信号。目前，RTK系统的数据传输多采用超高频（UHF）、甚高频（VHF）和高频（HF）播发差分信号。为了接收到参考站播发的差分信号，要求参考站和流动站之间的天线必须“准光学通视”。在不能满足“准光学通视”条件下，必须进行RTK测量时，应采取下列四项措施：第一，事先在视野开阔、通视效果好的测区制高点上布测GPS控制点，作为今后的基准站；第二，缩短各点至参考站的距离，使其能“准光学通视”；第三，提高参考站天线的架设高度，以利于基准站的信号传输范围大；第四，有地形、地物遮挡时，另增设中继站。
在石油地球物理勘探中，测量手段主要是使用基于相位观测值相对定位的静态定位方法进行控制测量，从而得到参考站的坐标：用实时动态定位（RTK）方法进行导线或物理点的放样；同时将DGPS流动站安装在震源或爆炸机上，从而获得震源或爆炸机实时位置，这些技术目前在石油物探领域己经属于成熟技术并得到广泛应用。
５ GPS放样测量
在石油物探的GPS测量中，物理点的放样多采用实时差分测盈（m）法来进行，也有少数使用DGPS方法进行施工的，这里我们主要介绍GPS RTK方法。
5.1 设计侧线。可采用专用设计软件测线设计。包括：计算理论坐标、定义数据格式、上线设计等。设计时要充分考虑到工区或测线的具体地形、地貌，在保证地震采集质量的情况下设计有利于施工的各个物理点的理论位置。
5.2 数据上装。使用仪器厂商提供的商业软件上装数据。
5.3 野外施侧。按照规范或甲方要求和施工设计的限差放样物理点。多数情况下进行物理点放样时，要根据地形、地貌进行现场调整物理点位置，这也是GPS RTK技术的一大优点即实时测定物理点的位置。
5.4 现场质盆控制。各流动站在每次开机之后都要检查各作业参数设里的正确性，再复测2个以上的物理点（或复测2次单个控制点）进行检核后再进行施工，物理点放样不合格时要进行重测和补测。
5.5 数据下装和处理。定义下装数据的格式，使用仪器厂商提供的软件下装数据。使用相应软件进行数据处理。同时进行各种检验和质量统计，包括：高程处理，物理点放样偏差检验、交点检验、复测点检验、重复点、遗漏点检验、精度评定、排序整理、格式转换、成果打印等。
5.6 数据和图形的管理。根据甲方要求在相应测最软件中定义各类格式如SPS.P 1.90等，进行AutoCAD图层管理，至少应包括基础地理信息图层、控制点层、管线层、道路交通层、水系层、老测线接收点层、老测线橄发点层、新测线接收点层、新测线激发点层、植被层、其它特殊地物图层等。
参考文献
１ 刘基余等.GPS卫星导航定位原理和方法.北京：科学出版社，
2003
２ 王惠南.GPS导航原理与应用.科学出版社，2003
3 张秀胜等.GPS测量在石油地球物理勘探中的应用.东北测绘，
2002
4 孙绍斌等.全球精密RTK在物探测量中的应用研究，2003