【石油天然气行业标准(SY)】 石油物探全球定位系统(GPS) 测量规范

ICS 75.180.10
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中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 59272000
石油物探全球定位系统
（GPS）测量规范
Specification for GPS surveying in petroleumgeophysical exploration
2000-03-31发布
国家石油和化学工业局
2000 - 10- 01 实施
SY/T 5927--2000
引用标准
般技术规定
推备工作
选点与埋石
外业观测
外业数据检核及数据处理
10检查验收与资料上交
附录A（标准的附录）
附录B（标准的附录）
附录C(标准的附录）
附录D(标推的附录)
附录E（标准的附录）
附录 F (标准的附录)
附录G（标准的树录）
附录H(提示的附录)
附录」 (提示的附录)
附录K（提示的附录)
附录L（提示的附录）
常用地球椭球、参考椭球的基本几何参数GPS 网特征条件的计算方法
光学对点器的检验与校正
零基线检验接收机内部噪声的方法天线相位中心稳定性的检验
GPS 点点之记
GPS测量作业调度表
GPS外业观测手簿
(GPS 测量报告样本
石油物探GPS测量成果数据存盘格式石油物探GPS测量成果数据存盘格式样本12
SY/T5927—2000
全球定位系统（GPS）测量的技术、设备及作业方法在不断地完善和补充，为适应GPS测量新技术、新设备、新方法的发展，满足石油物探行业GPS测量应用的需要，规范全球定位系统（GFS）测量的技术要求和作业要求，本标准对SY/T5927一94《石油物探全球定位系统（GPS）测量规范》进行了修订。
本标准是在SY/T5927一94的基础上，经广泛征求物探测量界的意见后修订的，保留了原标准中“设计与选点”、“外业观测”、“数据处理”、验收与资料提交”等章节的主要内容，删除了原“坐标系和时间”这一独立章节，增加了“总则”、“一般技术规定”等章节，其它章节的内容也作了较多的补充和修改：在内容上还对快速静态测量的技术要求进行了规定，提出了基线解算中对起算点要求、石油物探GPS网、网平差处理等诸多实际工作中所需规定的条款，并对GPS测量成果资料的整理与上交内容、格式进行了要求。本标准所作的技术规定、精度指标是在充分考虑石油物探行业GPS测量应用的需求及精度要求的前提下，参考国家GPS测量规范的有关要求，经过严格论证后确定的。
本标准生效之日起，同时代替SY/T5927—94，本标准的附录A，附录B、附录C、附录D、附录E、附录F、附录G都是标准的附录。本标准的附录H、附录J、附录K、附录L都是提示的附录。本标准由中国石油天然气集团公司提出本标推出石油物探专业标准化委员会归口。本标准起草单位：石油地球物理勘探局、塔里木石油勘探开发指挥部。本标准主要起草人孙绍斌易昌华宋健敏正明世本标准于1994年首次发布，此次为第1次修订。V
1范围
中华人民共和国石油天然气行业标准石油物探全球定位系统
(GPS）测叠规范
Specification for GPS surveying in petroleungeophyskal exploration
SY/T 5927—2000
代替SY/T5927—94
本标准规定了利用全球定位系统（GlobalPositioning System，缩写GPS)，采用静态或快速静态测量方法为陆上及浅海石油物探测量建立平面、高程控制的原则、精度和作业技术方法。本标准适用于陆上、浅海石油物探测量的GPS控制测量工作，其它卫星定位系统的作业可参照本标准执行。此内容来自标准下载网
2引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标推的条文。本标推出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。CH2001—92全球定位系统（GPS）测量规范SY/T5171—1999石油物探测量规范SYT6291-~1997石油物探全球卫星定位系统动态测量技术规范3定义
本标准采用下列定义。
3.1观测时段session
接收机在测站上从开始到停止接收卫星信号连续工作的时问段，3.2同步观测 simultancous obscrvation两台或两台以上同类型接收机同时对同一组卫星进行观测。3.3同步环simultaneous loops
三台或一台以上的接收机同步观测所获得的基线向量构成的闭合环。3.4 异步环unsimultancous loops由不同时段观测得到的基线向量构成的闭合环，3.5天线高antenna height
观测时天线平均相位中心至测站中心标志面的高度，3.6心站masterstation
测区内用作相对定位起算数据的高精度的已知点：3.7静态定位static positioning确定固定测站位置的卫星定位，3.8快速静态定位fast-static:[xxsitinning利用快速整周模糊度解算法原理所进行的静态定位：3.9基线解算baseline vector solution国家石油和化学工业局2000－03-31批准2000－10-01实施
SY/T5927—2000
求解两个同步观测的测站之间坐标差的过程。3.10高程拟合M.S.L.fitting
通过若干已知点的高程异常值，解算其它点的高程异常值的一种数学方法。常用的方法有多项式拟合、样条函数拟合等。
3.11坐标转换参数coordinatestransfermationparameters为表述两个不同坐标系之间相互转换的数学关系所必需的参数称为坐标系统转换参数。4总则
4.1石油物探GPS测量的主要任务是建立平面、高程控制，作为石油物探测量的控制依据，为石油地球物理勘探提供野外点位、成果数据及相关图件。4.2国家控制点或其它精度符合要求的控制点，均可作为GPS测量的起算数据和求解坐标转换参数的依据。
4.3为物探提供的控制测量成果采用1954年北京坐标系和1956年黄海高程系。特殊地区可采用物探工程要求的坐标和高程系统。常用椭球参数见附录A（标准的附录）。4.4石油物探成图比例尺大于或等于1:10000时，按高斯正形投影三度分带计算测量成果：小于1：10000时，按高斯正形投影六度分带计算测量成果。特殊地区可按物探工程要求的投影和分带方式计算测量成果。
5一般技术规定
5.1石油物探GPS测量可采用GPS基线和GPS网两种布设方式进行。5.2GPS测量常用的方法有静态测量、快速静态测量、动态测量（实时相位差分测量、实时伪距差分测量），其中动态测量的技术规定按SY/T6291执行。5.3石油物探测量GPS网，其网形可采用边连接、点连接和网连接方式，按其精度划分为I，Ⅱ，亚三级。各级网中相邻点间的距离见表1。石油物探GPS网的等级划分
最大边长
平均边长S
相对精度
50≤S<150
5.4GPS网中已知平面控制点的数量应不少于3.200
5.5各级网相邻点间弦长精度用下式表示，并按表2执行。a=a?+（bd）)
式中：a
标准差（基线向量的弦长中误差），mm；固定误差，mm；
b——比例误差系数，10-6；
d——相邻点间的距离，km。
3≤S<10
固定误差a
比例误差系数6
SY/T5927—2000
表2石油物探GPS网弦长误差要求1
5GPS中心站应采用布网方式建立。进行三维地震勘探测量时，其首级控制也应采用布网方式建5.6
复测基线的长度较差dS≤2/2，网平差后相邻点的距离中误差m≤0.2m5.7
5.8坐标转换参数可利用与地面控制点的联测结果按一定的数学模型求得。单点定位确定坐标转换参数时，其单点定位的时间不得少于6h。5.9采用高程拟合方法求取GPS定位点的海拔高程时，已知高程控制点不得少于3个。当已知高程点数量少于3个或分布不均匀时，应与附近的高程控制点联测，被联测高程控制点的等级不得低于国家水准IV等。
5.10静态和快速静态测量的基本技术规定见表3和表4。如采用单基线测量时，观测时段数应不小于2。
表3GPS测量观测因素要求
快速静态
快速静态
图形强度
(PDOP)
观测卫星数
GPS测量时段长度要求
基线长度S
20≤S<80
80≤S<200
S≥200
S≤20
5.11其它技术要求按SY/T5171的规定执行。6准备工作
单频接收机
采样率
同步观测时段长
卫星高度角
双频接收机
同步观测时段长
6.1搜集测区资料，包括交通、通讯、供电、气象等有关资料和地形图、各类测量控制点成果、坐标转换参数、高程异常资料等。3
SY/T 59272000
6.2GPS作业技术设计的主要内容有图形设计和编写技术设计书。6.2.1基线方案的设计：根据基线的长度与精度要求按表3、表4的要求确定观测时段、时段长度及其它观测参数。
6.2.2布网方案的设计：
a）根据控制的范围和日的进行图上设计，点距变化不宜过大，已知点尽量分布均勾。如需水准高程联测，同时在图上设计出联测路线。b）根据设计方案计算GPS边数、最少同步坏个数，其计算方法见附录B（标准的附录）。c）网形应组成闭合、附合图形。d）重复边点总边数的比例不得小于20%。e）其它技术要求按CH2001的规定执行。6.2.3GPS技术设计书的主要内容有：a）任务及工作量：包括任务来源、台同号、用途及意义，GPS点坐标、商程系统及精度指标等。b）测区概况：包括测区范围，地理位置，行政隶属，交通、供电状况及地理特征、气候状况，测区已有控制点资料情况等。
c）布网方式设计：包括GPS网的点位布设略图、图形连接方式等。d）选点与埋石要求：包括GPS点位基本要求、点的编号、点位标志类型等。e）外业观测计划：包括测量方法，接收机精度要求、类型及数量，交通通讯计划，观测的基本要求及纲要，观测时要注意的问题等。f）数据处理要求：包括数据处理基本方法、软件有关说明、起算点坐标的获得方式、各项技术指标及要求。
g）成果的检查验收要求及资料提交计划。h）工程作业组织结构及质量保证措施等。6.3GPS接收设备的检验和检定：看.3.1GPS接收设备的检测分为检验和检定两大类。检验可由仪器使用者进行，检定应由国家授权的 GPS设备检测单位完成，检定周期一般不超过一年。检测具体项且见表5。表5GPS接收设备检测项目
检测项目
GPS接收设备的一般检视
GPS接收机的通电检验
GPS 天线基座光学对点器的检验GPS 基线的实测检验
接收机内部噪中水平测试
GPS 天线相位中心稳定性测试
不同测程精度指标的测试
接收机高、低温性能测试
GPS数据处理软件的运行测试
1表中“√”表示需要进行的项目。2表中“”表示时以不进行的项目4
SY/T 5927~—2000
6.3.2新购置的GPS接收机或经维修后的接收机应按规定进行全面检测后使用。6.3.3一般检视放符合下列规定：a）接收机及天线型号应正确，主机与配件应齐全b）接收机及天线外观应良好，各部件及附件应完好，紧固部件不得松动和脱落。）设备使用手册、后处理软件手册及软盘应齐全，6.3.4通电检验应符合下列规定：a）电源信号灯工作应正常。
b）按键和显示系统工作应正常。c）利用自测试命令进行测试，接收机锁定卫星时间、接收信号强度及信号失锁情况等应正常。6.3.5用于GPS天线基座的光学对点器在作业中应经常检验，以确保对中的准确性，其检验方法见附录(标准的附录)。
(.3.6GPS基线的实测检验：通过对已知基线或多组仪器对同一基线观测成果对比来测试仪器工作的正常弯否，
6.3.7GPS接收机内部噪声水平的测试：其测试方法见附录1）（标的附录）。6.3.8接收机天线相位中心稳定性的检验：其检验方法见附录E（标准的附录）。6.3.9GPS接收机不同测程精度指标的测试，应在不间长度的标准基线或标准检定场上进行。检测时天线应严格整平对中，对中误差应为土1rmm天线定向标志应指向正北，天线高量至1mm测试结果与基线长度比较，应小于仪器标称精度。6.3.10对特殊作业要求所使用的GPS接收机要进行高温、低温测试。其测试方法可将天线加温或冷冻后架设在室外，GPS接收机主机放在高、低温箱中进行测试，或在野外实际高、低温条件下进行测试。
6.3.11GPS数据处理软件的运行测试内容包括接收机数据的下装、软件的正确安装和使用、软件功能的齐备和有效。
7选点与埋石
7.1选点时对点位的基本要求：
a）点位的选择应符合技术设计要求，并有利于其它测量手段进行扩展与联测。b）地面基础稳定，易于点的保存，便于接收设备安置和仪器操作。c）视野开阔，日标显著，视场周围10°以上不宣有障碍物、l）远离大功率无线电发射源（如电视台、微波站等）利高压输电线。e）附近不应有强烈干扰卫星信号接收的物体，并尽量避开大面积水域。浅海地区施工可采用防多路径效应的大圆盘天线：
7.2点号编排要求：一个测区内点号应统一编排，不能重号。7.3埋石：
7.3.1GPS标志可采用钢管、水泥桩或木桩。所有等级的GPS点应设立中心标志，用铁钉固定在标志中或在标志中刻划一十字线。中心标志的半径应小于2mms7.3.2埋石作业可与选点同时进行，要同时填写点之记见附录F（标准的附录)]。7.4埋石资料：选点埋石后应提交GPS点之记和GPS网图。8外业观测
8.1观测计划
8.1.1进行GPS可见性预报，所采用的星历龄期不得超过30d。预报表应包括可见卫号、卫星高度角和方位角、最佳观测卫星组、最住观测时段、点位几何图形因子等内容。15
SY/T5927—2000
8.1.2结合GPS测量技术设计书和GPS星历预报制定观测计划（GPS测量作业调度表），内容应包括观测时间、测站号、测站名称及接收机号等【见附录G（标准的附录)]。8.2观测准备
8.2.1每天出发前应检查电池容量是否充足，仪器及其附件应携带齐全。8.2.2作业前应检查接收机内存或磁盘容量是否充足。8.2.3正确连接接收设备并按表3的要求设置好数据采集参数。8.2.4架设GPS接收机天线的要求：a）天线置平，气泡居中。
b）大线架设时的对中误差应不大于5mm。c）架设有定向标志的天线时，应使天线的定向标志指向正北，误差在10以内。8.3观测作业
8.3.1观测组应严格按照作业调度表规定的时间进行作业，保证其同步观测时间。8.3.2每时段观测时，应将天线高等信息输人到接收机中。8.3.3每时段观测前后，应分别量取GPS天线高，两次天线高量取互差不得大于5mm。8.3.4观测过程中应保证接收机工作正常，数据记录正确：密切注意开机、关机时间和观测过程中的有关信息（失锁、卫星健康、电源等）。8.3.5一个时段观测过程中一般不得进行以下操作：关闭、重新启动接收机，进行自测试（发现故障时除外），改变卫星高度角，改变数据采样间隔，改变天线位置，按动关闭文件和删除文件等功能键。
8.3.6观测员在作业期间不得擅自离开测站，并应防止仪器受震动和被移动，防止人和其它物体靠近天线。
8.3.7不应在正在工作的接收机附近使用对讲机，手机。雷雨过境时，应关机停测，并卸下天线以防雷击。
8.3.8观测作业过程中仔细填写手薄【见附录H（提示的附录）]。8.4收测
8.4.1观测站的所有预定作业项目经检查均已按规定完成，且记录与资料完整无误后方可迁站。迁站时检查设备是否遗漏。
8.4.2每日观测结束后，应及时将接收机数据下装，做好数据备份8.4.3定时保养仪器，确保仪器的正常运转。8.5接收设备的维护
8.5.1外业期间，GPS接收设备应指定专人保管。运输时应由专人押运，并应采取防震、防潮、防晒和防尘措施。
8.5.2接收设备的接头和连接器应保持清洁，连接外电源时应检查电压是否符合仪器电源要求，电池正负极严禁接反。天线电缆不应有扭转，不得在硬度大的表面或粗造面上拖电。每半年应检查一次天线电缆的性能。
8.5.3接收机不使用时，应存放在有软垫的仪器箱内，仪器箱应放置于通风良好的阴凉处，防潮、防霉。
8.5.4接收机在室内存放期间，应每隔1～2个月通电检查一次。电池应在充足电的状态下保存，每隔12个月应充电一次，并检查电池电容量。8.5.5严禁任意拆卸接收机内各部件，如发生故障，应做记录并交专业人员维修或更换部件。9外业数据检核及数据处理
9.1GPS基线解算
SY/T5927—2000
9.1.1可采用卫星广播星历或其它精密星历作为基线解算的起算值。9.1.2基线解算中所需的起算点坐标，应按以下优先顺序直接或间接地采用。a）国家GPSA，B级网控制点或其它高等级GPS网控制点的已有WGS—84系坐标。b）利用经检验的坐标转换参数转换求得的WGS—84系坐标。c）由准确的WGS—84系坐标按基线观测传递得到WGS—84系坐标。d）不少于观测6h单点定位结果的平差值提供的WGS一84系坐标。9.1.3采用多台接收机同步观测时，可采用单基线模式解算，也可以只选择独立基线按多基线处理模式统一解算。
9.1.4基线解算时应严格按技术设计的要求对基线观测质量进行检核：a）观测值的剔除率应不大于30%。b）观测值残差应不大于2cm。
c）同步边精度应满足5.5的规定。9.1.5复测基线的长度较差dS应满足下式的要求：ds≤2/2g
（2）
9.1.6由不同基线独立推算同一点坐标时，其平面坐标互差应不大于0.5m，高程互差应不大于0.7m。
9.2GPS网基线环的检核
9.2.1环闭合差检核：
a）同步环闭合差应满足：
W=VW?+w+w?En
b）异步环闭合差应满足：
Wa≤3/ng
W,≤3/ng
W≤3/ng
W≤3V3ng
一分别为，3，&坐标分量闭合差；式中：w.,w,W,
W—环闭合差；
n——构成环的边数。
9.2.2对于闭合环检核时不能满足式（3）或式（4）要求的基线，或者不能满足9.1.4，9.1.5及9.1.6要求的基线，应进行删除或补测。9.3GPS网的平差计算
9.3.1各项质量检验符合要求后，应以所有独立基线组成闭合图形，以三维基线向量及其相应方差SY/T 5927—2000
协方差阵作为观测信息，以个点的WGS一84坐标作为起算依据，进行GPS网的无约束平差。无约束平差应提供各控制点的WGS--84坐标、各基线向量三个坐标差观测值的总改正数、基线边长以及点位和边长的精度信息。
9.3.2在无约束平差确定的有效观测量基础上，应在国家坐标系下进行三维约束平差或二维约束平差。约束点的已知坐标、已知距离或已知方位，可作为强制约束的固定值，也可作为加权观测值。平差结果应提供国家坐标系中的三维或二维坐标、基线向量改正数、基线长及精度信息。9.3.3.无约束平差中，基线向量的改正数（Vat，VAy，V4）绝对值应满足下式要求：Va3a
Vay≤ 3a
9.3.4约束平差中，基线向量的改正数与剔除粗差后的无约束平差结果的同名基线相应改正数的较差（dVardVar，dVa.）应符合下式要求：dVa2a
dVa≤3a
9.3.5坐标转换参数可由有关部门提供，或利用网中国家控制点的WGS一84坐标求取下列坐标转换参数中一组：
a）三个平移参数（二参数)。
b）三个平移参数、三个旋转参数、一个尺度比（七参数)。c）三个平移参数、…个尺度比（四参数)d）二个平移参数、三个旋转参数（六参数)。9.3.6利用坐标转换参数进行坐标转换后已知点坐标与网中同一已知点成果比较，其点位较差应不天于 1m:
9.3.7垒标转换后的高程为地方坐标系摘球体主的大地高，应换算成海拨高程，公式为：h=H-N
式中：H——大地高，m;
h—海拔高，mi
N——大地水准面差距值，me
大地水准面差距值应考恐与测区旧资料的吻合并按下列优先顺序获取：a）利用经有关部门鉴定，在该下区难许使用的高程异常模型、(7)
b）利用数字化的高程异常图获取，也可在比例尺不小于1：2500000的高程异常图上量取（取至0.1m)。
c）利用高程拟合的方法求取。
9.4 编写 GPS 技术总结报告
GPS技术总结报告一-般包括以下主要内容：a）测区概况：自然地理、气候、交通、供电条件等。b）任务来源、测区已有测量资料情况、项目名称、施测目的和基本精度要求c）施测单位、施测起时间、技术依据、作业人员情况。d）布网方案、作业方法等基本要求。8
SY/T 5927-2000
e）施工用接收机设备类型、数量及检验情况。f）选点及埋石情况
g）观测方法及补测、重测情况，以及野外作业发生间题的说明。h）野外数据检核情况和分析。
i）起算数据利坐标系统说明。
i）GFS网平差方法和软件情况、精度分析，k）坐标转换和海拔高度的计算说明。）T作量说明。
im）各种附表和附图。
n）测是成果简要列表，
o）需要说明的其它问题。
10检查验收与资料上交
10.1检查验收
10.1.1应对GPS测量工作进行定期或不定期的检查，项目结束后要对或果资料进行验收。10.1.2验收时提供的资料应包括：a）技术设计书。
b）选点、埋石资料。
c）外业观测记录（含软盘）、测量手簿及其它记录。d）GPS数据处理资料。
e）定位测量成果手簿（附成果说明)。f）成果软盘或光盘。
g）GPS 测量报告。
10.1.3验收的主要内容：
a）任务完成情况，
b）对野外作业方法，计算方法的评价。c）工作质量、成果精度达标情况。）设备使用情况。
10.1.4验收完成后，应写出验收意见书。10.2资料上交
全年或一个测区工作结束后，将资料整理上交，装订尺寸为19cm×27cm，资料整理格式参见附录」（提示的附录）、附录K（提示的谢录）、附录L（提示的录）。上交的资料至少包括以下内容：a）GPS测量报告的打印件应包括以下主要内容：1）一般性说明：包括GPS项目说明，工区地理位置、实施单位和时间，使用仪器利软件，随GPS报告一同上交的电子资料（包括本报告和成果）清单等。2）网的布设及点位描述：包括GPS网的布设方法和所用商级控制点的情况及成果、（GPS点之记、标志说明、GIS网图等。
3）GPS数据采集：包括外业采集的主要参数、时段分配情况、所获得的基线数量等。4）GPS数据处理：包括基线解算的模式和主要解算参数、平差方法描述、复测基线和闭合环的闭合差统计信息、无约束平差及约束平差情况、坐标转换、海拔高的求取、平差结果及精度信息等，
5)GPS测量成果验收书，
6）GPS 测量成果表。
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