[發明專利]一種用于海上拖纜勘探收放纜的網絡解算方法和裝置

有效

• 申請號: 201510059875.3
• 申請日: 2015-02-04
• 公開（公告）號: CN104597503B
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發明（設計）人: 阮福明;王斌;朱耀強;彭江;張昊楠;黃勁松
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油田服務股份有限公司
• 主分類號: G01V1/38
• 分類號: G01V1/38;G01B21/20;G01B21/16
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司11262
• 代理人: 惠磊,曲鵬

技術領域

本發明涉及海上石油地震勘探技術領域，具體涉及一種用于海上拖纜勘探收放纜的網絡解算方法和裝置。

背景技術

海上石油地震勘探技術中，拖纜勘探地震數據采集是常用的方法，放纜和收纜是拖纜勘探開始與結尾時的必要工作，在放纜、收纜作業時相鄰各纜易相互打結，為監控各纜狀態并防止電纜相互打結需實時解算出各纜形態及電纜間距。

當前海上拖纜勘探作業纜形解算都是在拖纜系統正常作業時進行，無法實時獲得收放纜時穩定、精確的電纜形態及電纜間距。急需一套完整、有效的解算方法，為收放纜時的網絡解算提供理論支持。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種用于海上拖纜勘探收放纜的網絡解算方法和裝置，能夠實時獲得穩定、精確的電纜狀態和電纜間距。

為了達到上述目的，本發明提出了一種用于海上拖纜勘探收放纜的網絡解算方法，該方法包括：

獲得物探船、拖帶體上各節點的初始相對位置關系。

對觀測數據進行包括粗差處理，數據修復和濾波平滑的預處理。

將拖纜參考點和尾標節點作為網絡解算的基準點并根據所述預處理后的數據解算所述基準點的坐標。

基于所述拖纜參考點的坐標，使用弧段法初步確定電纜的形狀。

獲得所有所述拖纜網絡中節點的準確坐標信息，對網絡節點進行定位。

根據所述網絡節點的定位，確定電纜間距。

優選地，該方法還包括：在尾標具有相對全球定位系統RGPS時，將所述RGPS計算尾標作為基準點帶入拖纜網絡中進行網絡平差，得到電纜的拉伸量和旋轉量；并調整電纜形狀。

優選地，物探船、拖帶體上各節點包括：差分全球定位系統DGPS節點、RGPS節點、電羅經節點、羅經鳥節點、檢波器節點、尾標節點。

優選地，觀測數據包括：DGPS數據、電羅經數據、羅經鳥數據、RGPS數據。

優選地，粗差處理是指：

設置粗差剔除閾值。計算當前時刻所述觀測數據與之前序列數據之間差值及變化率；若此羅經鳥為剛入水羅經鳥，無所述之前序列數據，則將當前時刻所述羅經鳥的觀測值與纜上相鄰羅經鳥觀測數據比較。將差值及變化率都超出設定閾值的數據剔除。

優選地，所述數據修復是指：判斷當前觀測數據是否被當作粗差剔除；若被剔除，采用拉格朗日插值法獲得當前時刻的計算值；將計算值插入觀測序列，保證序列的完整性。

優選地，濾波平滑是指：

設置濾波窗口大小；為濾波窗口內數據依據下式進行一階滯后濾波，

式中為上一時刻濾波值；x_k為當前時刻觀測值；為當前時刻濾波值；P_t為時間權因子，距上一時刻時間越長，P_t值越小；P_w為波動權因子，風浪影響越大，P_w值越小。

優選地，拖纜參考點為海中第一個羅經鳥節點。

優選地，根據所述預處理后的數據解算所述基準點的坐標的步驟包括：

由DGPS觀測值得到DGPS節點坐標；由DGPS節點坐標、初始相對位置關系通過下式計算拖纜參考點坐標及基準RGPS節點坐標；

式中(X₀,Y₀)為拖纜參考點平面坐標或基準RGPS節點坐標；(X_D,Y_D)為DGPS節點的平面坐標；S為DGPS節點距放纜點的距離；T為海中第一個羅經鳥的觀測值；由RGPS觀測值、基準RGPS節點坐標推算尾標RGPS節點坐標。

優選地，使用弧段法初步確定電纜的形狀的步驟包括：

視為電纜段被羅經鳥節點分割為各個圓弧弧段，所述圓弧弧段中包含檢波器節點。

以所述拖纜參考點為基準點，以所述圓弧弧段連接各所述檢波器節點，組成完整的電纜形狀。

其中，羅經鳥節點坐標為：

式中(X_k-1,Y_k-1)為前一羅經鳥平面坐標；(X_k,Y_k)為當前羅經鳥平面坐標；T_k-1為前一羅經鳥觀測值；T_k為當前羅經鳥觀測值；D為兩羅經鳥間直線距離，由初始偏差推算獲得。

檢波器節點坐標，以檢波器節點在此電纜段中的初始位置為條件內插而獲得。

優選地，將RGPS計算尾標作為基準點帶入拖纜網絡中進行網絡平差，得到電纜的拉伸量和旋轉量，并調整電纜形狀，具體包括以下步驟：