一、项目背景

1、背景情况

2009年，中石化分配给胜利油田西部37个区块，其中新疆境内22个区块， 另外还包括甘肃、青海等15个区块，探区内原有国家级三角点无论从精度上或数量上讲，都不能满足油田勘探开发的需求，鉴于西部开发的重要性，拟将西部新区37个区块根据地域划分，进行分块布网，准噶尔探区的22个区块为一个网域。

目前在使用的GPS控制网是2001年准噶尔探区石油物探I级GPS控制网系列资料，该控制网存在的问题是其一控制范围不够，该控制网仅控制了准噶尔盆地的一部分，对于吐哈盆地没有网点；其二该控制网经过10年的风雨，破坏非常严重，该网共有31个网点，其中B级GPS点5个，石油物探I级GPS控制网点26个，在近几年的施工过程中，发现有5个B级GPS点保存完整，9个石油物探I级GPS控制点保存较好，其它控制点有不同程度的破坏；其三该控制网为三参数，不能适应目前形式的需求；综合以上几点，现有的2001年的新疆准噶尔盆地控制网不能满足目前西部区块的勘探要求，需要建立新的控制网。，

2、意义及必要性

从大的方向来看，胜利勘探将从东部向西部扩张，未来的几十年西部将成为主战场，西部探区的大幅度增加，物探测量作为地震勘探的先行军，而测量控制网的建设是物探测量工作的第一步，所以说新疆GPS控制网的建设是胜利油田进军西部的号角。

二、设计思路

该控制网设计思路是：先大网，后区域网，分级控制；整体设计、统一施工、综合平差、成果共享。

1、严格执行各种测量GPS控制网技术依据和规范

1）技术依据

《石油物探测量规范》  SY/T 5171-2003 国家经济贸易委员会

《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T 18314－2009

2）精度要求

达到石油物探I级GPS控制网。

3）点位选择要求

由于GPS测量观测点间不必相互通视，且网的图形结构也较灵活，因而选点工作远较常规大地测量的选点工作简便。考虑到GPS测量对观测站的要求，又考虑到控制点标志的利用和保存方便，对GPS控制网点位的进行选择。

4）标志要求

新设计的点按照行业标准要求埋石，并在点位正北方1 m处加埋指示桩，为了便于数据处理和成果使用，对控制网内的各类点进行统一编号，待定GPS点编号前冠以“ZT” （采用准噶尔探区中的准、探两个字的第一个拼音字母），B级GPS点采用其原来编号，与2001年准噶尔探区GPS控制网点位置重合的GPS点沿用其原来编号。为了便于寻找和使用，对网中的新设控制点填绘点之记。

2、充分推算，确保重复基线数量

准噶尔盆地GPS控制网采用边网联接布网方案，外业观测采用9台Trimble R8 GPS接收机进行同步观测，各期间确保有重复观测边。全网图形的几何结构较强，具有良好的自检能力，能有效地发现观测数据的粗差，保证了控制网的可靠性。同时使平差后相邻点间基线向量的精度分布均匀。

3、考虑后续生产实际，最大限度的方便后续施工的应用

该控制网的建设主要是为油田后续的西部地区37个区块中的22个新疆区块服务，这样在设计的过程中就充分考虑如何为后续新疆区块的施工应用提供方便，在整体设计的点位选择上遵循两个原则，一是保证新疆地区的22个区块每个区块中间或者外围都有2-3个点分布，确保能够控制每个区块；二是考虑后续区块的扩张。

4、新疆准噶尔-吐哈探区GPS控制网的分布状况

该网的具体设计在2001年准噶尔盆地GPS控制网的基础上，根据新划分的37个区块边缘，另外考虑后续区块的扩张等因素，2011年新疆准噶尔-吐哈探区GPS控制网总网点个数为46个（其中国家B级GPS点5个，布设新点41个），控制网点位分布图见图1。

该控制网控制范围天山以北，阿尔泰山山系以南区域（即整个北疆），面积约25 万km2(阿尔泰地区无控制点)。

图1 准噶尔-吐哈探区GPS控制网点位分布示意图

三、数据采集

1、严密组织，保证观测时间

为了保证观测时间，我们规定提前10分钟开机，延长10分钟关机，并且根据实际情况加大延长关机时间。实际最短观测时间为5小时以上，最长观测时间8个多小时，观测时间全部在5小时以上，以保证采集足够的数据量。

2、灵活多变，有利的保障施工效率

在施工过程中，我们严格按照有关技术标准和设计组织施工。外业观测采用9台TrimbleR8 GPS 接收机进行同步观测。在实际施工过程中由于天气原因，特别在北部边缘地区经常大雪封路，对于个别点位根本不能到达设计的位置，且观测人员距离该点位置较远，当时在预计的时间内根本不能到达，为了按照技术设计采集足够的观测数据和满足区块网点的合理布设，我们及时调整设计观测方案，增加补测了控制点，保证了整个GPS网的合理布设。

通过精心设计，周密安排和严格施工，在全体人员的共同努力下，外业观测工作始于04月05日，终于04月22日完成，共历时18天。

3、统一指挥，步调一致，兼顾施工质量和时效

表1:野外施工作业表

四、数据处理

1、及时预处理，确保施工质量

在施测过程中，每期完成后及时对原始数据进行处理，经检查无误后，方可通知野外小组安排下期施工任务。4月22日，我们开始进行总体内业预处理。

2、高精度解算

为了保证最后成果的高精度和可靠性，数据处理与国家测绘局大地测量数据处理中心合作，数据处理创新之处具体如下。

1）高精度处理软件

采用美国麻省理工学院的GAMIT/GLOBK软件。

2）采用精密星历数据

采用精密星历对基线进行精细处理。

3）高精度起算数据

本次数据处理收集了乌鲁木齐（URUM）、拉萨（LHAZ）、安乐河（SX01）、SELE、IRKT、ULAB、NVSK七个GPS连续运行站的数据。

4）采用七参数

准噶尔-吐哈探区GPS测量控制网在进行坐标转换实，选取了34个同时具有2000国家大地坐标系和1954年北京坐标系成果的国家级三角点作为重合点来求取转换参数。

然后采用Bursa七参数坐标转换模型通过转换的方法得到46个控制网点的1954年北京坐标系坐标。

3、数据解算结果

1）坐标精度

GPS网点空间直角坐标X方向的精度优于±2.2mm，Y方向的精度优于±6.8mm，Z方向的精度优于±6.7mm。GPS网点南北方向的精度优于±2.4mm，东西方向的精度优于±2.2mm，高程方向的精度优于±9.3mm。

2）成果

通过严密的内业处理，最终得到2000国家大地坐标系和1954年北京坐标系成果各一套，并且其精度为毫米级，达到石油物探I级GPS控制网的要求，能够应用于地震勘探测量施工。

五、效益分析

1、提高了施工效率

1）新疆内部对比分析

2010年新疆准噶尔-吐哈探区GPS控制网建立之前，新疆地区一直用2001年新疆准噶尔盆地控制网资料，一般的工区控制网建立要1周左右的时间，2010年新的控制网建成后，近1年多进行施工的工区控制网建立只要1-2天的时间即可完成。

2）其他西部探区对比分析

青海、宁夏等无控制网的区域进行加密控制网的施工时间更长，一般要10-15天，由此可见，在探区内建立级别较高的控制网，可以大大缩短施工加密控制网建立时间。

表2：西部各工区控制网建立时间对比表

2、提高了加密控制网的质量

2010年新疆准噶尔-吐哈探区GPS控制网的建成应用，很大程度的提高了加密控制网的可靠性，提高了整体平差的质量，同时也缓解了控制网处理过程中的压力，以前的控制网网点少，工区加密网往往起算点较少，不但网形不好，数据处理也比较复杂难以通过检核。

3、提高了探区坐标数据的一致性

1）解决了新疆内部新增区块无控制网的问题

在新疆内部许多区块以往的控制网没有覆盖，例如吐哈盆地、塔城地区等，2010年新疆准噶尔-吐哈探区GPS控制网覆盖了整个北疆中石化的勘探区块，彻底解决了该问题。

2）解决了新疆探区坐标数据一致性的问题

以往的控制网不能覆盖整个探区，在非覆盖区域施工时就需要重新建立单独的控制网，这样起算数据和已有的控制网数据不统一，存在数据的差别。

2010年新疆准噶尔-吐哈探区GPS控制网覆盖了整个北疆中石化的勘探区块,部署任何区块都可以应用同一套坐标起算数据，测量坐标资料作为后续资料解释的最终资料，保持整体测量资料区块与区块间的一致性，可以为后续区块连片、区块对比、区块联合资料解释和处理提供有力的保障。

参考文献：  

1.林杰，黄勍.靖西县三维GPS控制网建设.中国期刊网.2009

2.徐绍铨.厦门GPS网正常高的确定[Z].武测科大地测院，1994.
3.刘大杰.全球定位系统（GPS）原理与数据处理[M].上海：同济大学出版社.