[发明专利]一种用于海上拖缆勘探收放缆的网络解算方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及海上石油地震勘探技术领域，具体涉及一种用于海上拖缆勘探收放缆的网络解算方法和装置。

背景技术

海上石油地震勘探技术中，拖缆勘探地震数据采集是常用的方法，放缆和收缆是拖缆勘探开始与结尾时的必要工作，在放缆、收缆作业时相邻各缆易相互打结，为监控各缆状态并防止电缆相互打结需实时解算出各缆形态及电缆间距。

当前海上拖缆勘探作业缆形解算都是在拖缆系统正常作业时进行，无法实时获得收放缆时稳定、精确的电缆形态及电缆间距。急需一套完整、有效的解算方法，为收放缆时的网络解算提供理论支持。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种用于海上拖缆勘探收放缆的网络解算方法和装置，能够实时获得稳定、精确的电缆状态和电缆间距。

为了达到上述目的，本发明提出了一种用于海上拖缆勘探收放缆的网络解算方法，该方法包括：

获得物探船、拖带体上各节点的初始相对位置关系。

对观测数据进行包括粗差处理，数据修复和滤波平滑的预处理。

将拖缆参考点和尾标节点作为网络解算的基准点并根据所述预处理后的数据解算所述基准点的坐标。

基于所述拖缆参考点的坐标，使用弧段法初步确定电缆的形状。

获得所有所述拖缆网络中节点的准确坐标信息，对网络节点进行定位。

根据所述网络节点的定位，确定电缆间距。

优选地，该方法还包括：在尾标具有相对全球定位系统RGPS时，将所述RGPS计算尾标作为基准点带入拖缆网络中进行网络平差，得到电缆的拉伸量和旋转量；并调整电缆形状。

优选地，物探船、拖带体上各节点包括：差分全球定位系统DGPS节点、RGPS节点、电罗经节点、罗经鸟节点、检波器节点、尾标节点。

优选地，观测数据包括：DGPS数据、电罗经数据、罗经鸟数据、RGPS数据。

优选地，粗差处理是指：

设置粗差剔除阈值。计算当前时刻所述观测数据与之前序列数据之间差值及变化率；若此罗经鸟为刚入水罗经鸟，无所述之前序列数据，则将当前时刻所述罗经鸟的观测值与缆上相邻罗经鸟观测数据比较。将差值及变化率都超出设定阈值的数据剔除。

优选地，所述数据修复是指：判断当前观测数据是否被当作粗差剔除；若被剔除，采用拉格朗日插值法获得当前时刻的计算值；将计算值插入观测序列，保证序列的完整性。

优选地，滤波平滑是指：

设置滤波窗口大小；为滤波窗口内数据依据下式进行一阶滞后滤波，

式中为上一时刻滤波值；x_k为当前时刻观测值；为当前时刻滤波值；P_t为时间权因子，距上一时刻时间越长，P_t值越小；P_w为波动权因子，风浪影响越大，P_w值越小。

优选地，拖缆参考点为海中第一个罗经鸟节点。

优选地，根据所述预处理后的数据解算所述基准点的坐标的步骤包括：

由DGPS观测值得到DGPS节点坐标；由DGPS节点坐标、初始相对位置关系通过下式计算拖缆参考点坐标及基准RGPS节点坐标；

式中(X₀,Y₀)为拖缆参考点平面坐标或基准RGPS节点坐标；(X_D,Y_D)为DGPS节点的平面坐标；S为DGPS节点距放缆点的距离；T为海中第一个罗经鸟的观测值；由RGPS观测值、基准RGPS节点坐标推算尾标RGPS节点坐标。

优选地，使用弧段法初步确定电缆的形状的步骤包括：

视为电缆段被罗经鸟节点分割为各个圆弧弧段，所述圆弧弧段中包含检波器节点。

以所述拖缆参考点为基准点，以所述圆弧弧段连接各所述检波器节点，组成完整的电缆形状。

其中，罗经鸟节点坐标为：

式中(X_k-1,Y_k-1)为前一罗经鸟平面坐标；(X_k,Y_k)为当前罗经鸟平面坐标；T_k-1为前一罗经鸟观测值；T_k为当前罗经鸟观测值；D为两罗经鸟间直线距离，由初始偏差推算获得。

检波器节点坐标，以检波器节点在此电缆段中的初始位置为条件内插而获得。

优选地，将RGPS计算尾标作为基准点带入拖缆网络中进行网络平差，得到电缆的拉伸量和旋转量，并调整电缆形状，具体包括以下步骤：