[發明專利]利用多站分析進行的實時軌跡估計

在審

• 申請號: 201680042937.2
• 申請日: 2016-09-28
• 公開（公告）號: CN108603405A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 王槊秦;L·D·索倫森;H·阮;D·張
• 申請（專利權）人: 赫爾實驗室有限公司
• 主分類號: E21B47/022
• 分類號: E21B47/022;E21B47/024;E21B47/09
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 呂俊剛;楊薇

1.一種用于位置估計的系統，所述系統包括：

一個或更多個處理器和非暫時性計算機可讀介質，該非暫時性計算機可讀介質上面編碼有可執行指令，使得在執行所述指令時，所述一個或更多個處理器執行以下操作：

從至少一個平臺的傳感器獲取一組原始傳感器輸出并將所述一組原始傳感器輸出存儲在非暫時性存儲器中；

通過使用無約束優化算法推斷所述原始傳感器輸出中的誤差來生成一組經優化傳感器測量結果；以及

基于所述一組經優化傳感器測量結果確定所述至少一個平臺的位置。

2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述至少一個平臺是內部具有慣性導航系統的車輛。

3.根據權利要求1所述的系統，其中，所述至少一個平臺是鉆場的鉆井。

4.根據權利要求3所述的系統，其中，所述一個或更多個處理器還執行以下操作：

使用所述一組經優化傳感器測量結果確定所有鉆場處的鉆進姿態；以及

使用所確定的鉆進姿態確定所有鉆場處的鉆進軌跡。

5.根據權利要求1所述的系統，其中，所述無約束優化算法用于推斷磁強計傳感器誤差、加速計傳感器誤差、以及陀螺儀傳感器誤差中的至少一個。

6.根據權利要求3所述的系統，其中，所述無約束優化算法使如下目標函數最小化：

其中，MT表示所述鉆場處的所測量磁場強度，表示所述鉆場處的理論磁場強度，DA表示所述鉆場處的所測量傾角，表示所述鉆場處的理論傾角，A表示所述鉆場處的所測量重力場，表示所述鉆場處的理論重力場，并且N是已勘測所述鉆場的次數。

7.根據權利要求3所述的系統，其中，如果加速計傳感器誤差與磁強計傳感器誤差相比相對小，則所述無約束優化算法使如下目標函數最小化：

其中，MT表示所述鉆場處的所測量磁場強度，表示所述鉆場處的理論磁場強度，DA表示所述鉆場處的所測量傾角，表示所述鉆場處的理論傾角，并且N是已勘測所述鉆場的次數。

8.根據權利要求3所述的系統，其中，如果陀螺儀傳感器誤差可用，則所述無約束優化算法使如下目標函數最小化：

其中，ER是所測量地球自轉速率，是理論地球自轉速率，并且N是已勘測所述鉆場的次數。

9.根據權利要求3所述的系統，其中，鉆進軌跡從所述一組經優化傳感器測量結果來確定，并且其中，所述鉆進軌跡由在彎曲的軌跡上、具有坐標的一組點來描述，其中，所述一組點的所述坐標根據以下來確定：

其中，表示第i個鉆場的笛卡爾坐標，其中，所述笛卡爾坐標在局部導航框架中，并且以所述鉆井的起點為原點，是遠離第i個鉆場jdθ角度的點的所述笛卡爾坐標，其中，在第i個鉆場與第(i+1)個鉆場之間存在N個點，其中，j＝1，2，...N，并且其中，dθ＝θ/N，其中，θ是第i個鉆場與第(i+1)個鉆場之間的總角度，并且其中，和分別是第i個鉆場和第(i+1)個鉆場的姿態的單位向量。

10.一種用于位置估計的計算機實施的方法，該方法包括：

使得一個或更多個處理器執行被存儲在非暫時性存儲器上的指令，使得在執行所述指令時，所述一個或更多個處理器執行以下操作的動作：

從至少一個平臺的傳感器獲取一組原始傳感器輸出并將所述一組原始傳感器輸出存儲在非暫時存儲器中；

通過使用無約束優化算法推斷所述原始傳感器輸出中的誤差來生成一組經優化傳感器測量結果；以及

基于所述一組經優化傳感器測量結果確定所述至少一個平臺的位置。

11.根據權利要求10所述的方法，其中，所述至少一個平臺是內部具有慣性導航系統的車輛。

12.根據權利要求10所述的方法，其中，所述至少一個平臺是井場的鉆井。