CN104618137A - 一种拖缆勘探控制网络的实现方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拖缆勘探控制网络的实现方法及设备，涉及海上石油地震勘探技术领域。本发明公开的方法包括：初始设计拖缆勘探控制网网形；将初始设计的拖缆勘探控制网中各节点位置转换为同一坐标系统下的坐标；对各节点按照转换后的坐标进行网络平差计算，得到拖缆勘探控制网中各节点的定位精度分布；当计算得到的节点定位精度不满足作业要求的节点精度时，调整拖缆勘探控制网网形，直到调整后的拖缆勘探控制网网形的节点定位精度满足作业要求的节点精度。本发明还公开了一种拖缆勘探控制网络的实现设备。本申请技术方案克服了当前拖缆控制网络基准节点的布设仅依靠经验，无法在作业前评定拖缆控制网节点定位精度的问题。

Description

一种拖缆勘探控制网络的实现方法及设备

技术领域

本发明涉及海上石油地震勘探技术领域，更具体地，涉及一种海上拖缆地震勘探的拖缆控制网络实现方案。

背景技术

海洋地震勘探中，拖缆地震勘探是主要的勘探方法，地震勘探船拖曳一条或多条电缆，随着枪阵激发，通过拖曳电缆上挂载的检波器采集地震波反射数据，检波器的定位精度直接关系到反射数据的采集精度，而检波器的坐标由电缆上挂载的罗经鸟、声学鸟、枪阵及尾标相对全球定位系统(RGPS)等定位设备构成的拖缆控制网推算得出。

目前拖缆控制网的精度评定主要是对控制网节点的误差椭圆进行分析，确保误差椭圆长半轴满足作业精度要求。

拖缆控制网的节点配置包括罗经鸟、声学鸟、枪阵及尾标RGPS等定位设备的挂载点分布设置，电缆间距设置等。控制网结构的合理性是保证定位精度的重要因素之一。

当前在实际工作中很少对拖缆控制网络作优化设计、大多根据导航工程师的知识、经验和习惯进行布网，其节点的定位精度需要通过后处理软件平差解算得出，无法在作业前准确评估控制网节点的定位精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种拖缆勘探控制网络的实现方法及设备，以解决现有技术无法在作业前评定拖缆控制网节点定位精度的问题。

为了解决上述技术问题，本发明公开一种拖缆勘探控制网络的实现方法，包括：

初始设计拖缆勘探控制网网形；

将初始设计的拖缆勘探控制网中各节点位置转换为同一坐标系统下的坐标；

对初始设计的拖缆勘探控制网中各节点按照转换后的坐标进行网络平差计算，得到拖缆勘探控制网中各节点的定位精度分布；

当计算得到的节点定位精度不满足作业要求的节点精度时，调整所述拖缆勘探控制网网形，直到调整后的拖缆勘探控制网网形的节点定位精度满足作业要求的节点精度。

可选地，上述方法中，当计算得到的节点定位精度不满足作业要求的节点精度时，调整所述拖缆勘探控制网网形指：

采取加密网络方式调整所述拖缆勘探控制网网形。

可选地，上述方法中，所述网络平差计算采用间接平差模型计算。

可选地，上述方法中，所述对初始设计的拖缆勘探控制网中各节点按照转换后的坐标进行网络平差计算指：

根据相应的误差模型及观测值权矩阵进行网络平差计算，其中，所述误差模型包括节点间距离观测值误差模型和节点间方位观测值误差模型，所述观测值权矩阵由预先设定的各观测值权组成。

可选地，上述方法中，按照如下方式建立所述距离观测值误差模型：

先按照如下公式建立距离观测值方程：

$L_{S_{\mathrm{ij}}}=\sqrt{{(X_i-X_j)}^2+{(Y_i-Y_j)}^2};$

其中，为节点i与节点j间的距离观测值，(X_i,Y_i)和(X_j,Y_j)分别为节点i和j的坐标；

再按照如下公式建立距离观测值误差方程：

$V_{S_{\mathrm{ij}}}=-\frac{\mathrm{\Δ}{X}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{x}}_i-\frac{\mathrm{\Δ}{Y}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{y}}_i+\frac{\mathrm{\Δ}{X}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{x}}_i+\frac{\mathrm{\Δ}{Y}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{y}}_i-l_{S_{\mathrm{ij}}}$

其中，为节点i与节点j间的距离观测值的误差方程，

$\mathrm{\Δ}{X}_{\mathrm{ij}}^0=X_i^0-X_j^0;\mathrm{\Δ}{Y}_{\mathrm{ij}}^0=Y_i^0-Y_j^0;l_{S_{\mathrm{ij}}}=L_{S_{\mathrm{ij}}}-S_{\mathrm{ij}}^0,$

$S_{\mathrm{ij}}^0=\sqrt{{(X_i^0-X_j^0)}^2+{(Y_i^0-Y_j^0)}^2};(X_i^0,Y_i^0)$ 和为节点i和j的近似坐标。

可选地，上述方法中，按照如下方式建立所述方位观测值误差模型：

先按照如下公式建立方位观测值方程：

$L_{A_{\mathrm{ij}}}=\arctan \frac{Y_i-Y_j}{X_i-X_j}$

其中，为节点i与j间的方位观测值，(X_i,Y_i)和(X_j,Y_j)分别为节点i和j的坐标；

再按照如下公式建立方位观测值误差方程：

$V_{A_{\mathrm{ij}}}=\frac{\mathrm{\Δ}{Y}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{x}}_i-\frac{\mathrm{\Δ}{X}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{y}}_i-\frac{\mathrm{\Δ}{Y}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{x}}_i+\frac{\mathrm{\Δ}{X}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{y}}_i-l_{A_{\mathrm{ij}}}$

其中， $l_{A_{\mathrm{ij}}}=l_{A_{\mathrm{ij}}}-A_{\mathrm{ij}}^0;A_{\mathrm{ij}}^0=\arctan \frac{Y_j^0-Y_i^0}{X_j^0-X_i^0}.$

可选地，上述方法中，所述拖缆勘探控制网中各节点的定位精度分布包括除已知相对全球定位系统(RGPS)以外的所有罗经鸟和声学鸟挂载点的精度指标。

可选地，上述方法中，所述精度指标至少包括X轴误差、Y轴误差、点位误差、误差椭圆长半轴长度、短半轴长度及长半轴方向。

本发明还公开了一种拖缆勘探控制网络的实现设备，包括：

初始设计单元，初始设计拖缆勘探控制网网形；

坐标转换单元，将初始设计的拖缆勘探控制网中各节点位置转换为同一坐标系统下的坐标；

定位精度分布单元，对初始设计的拖缆勘探控制网中各节点按照转换后的坐标进行网络平差计算，得到拖缆勘探控制网中各节点的定位精度分布；

调整单元，当所述定位精度分布单元计算得到的节点定位精度不满足作业要求的节点精度时，调整所述拖缆勘探控制网网形，直到调整后的拖缆勘探控制网网形的节点定位精度满足作业要求的节点精度。

可选地，上述设备中，所述调整单元，在计算得到的节点定位精度不满足作业要求的节点精度时，调整所述拖缆勘探控制网网形指：

采取加密网络方式调整所述拖缆勘探控制网网形。

可选地，上述设备中，

所述网络平差计算采用间接平差模型计算。

可选地，上述设备中，所述定位精度分布单元对初始设计的拖缆勘探控制网中各节点按照转换后的坐标进行网络平差计算指：

根据相应的误差模型及观测值权矩阵进行网络平差计算，其中，所述误差模型包括节点间距离观测值误差模型和节点间方位观测值误差模型，所述观测值权矩阵由预先设定的各观测值权组成。

可选地，上述设备中，所述距离观测值误差模型指：

距离观测值误差方程：

$V_{S_{\mathrm{ij}}}=-\frac{\mathrm{\Δ}{X}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{x}}_i-\frac{\mathrm{\Δ}{Y}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{y}}_i+\frac{\mathrm{\Δ}{X}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{x}}_i+\frac{\mathrm{\Δ}{Y}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{y}}_i-l_{S_{\mathrm{ij}}}$

其中，为节点i与节点j间的距离观测值的误差方程，

$\mathrm{\Δ}{X}_{\mathrm{ij}}^0=X_i^0-X_j^0;\mathrm{\Δ}{Y}_{\mathrm{ij}}^0=Y_i^0-Y_j^0;l_{S_{\mathrm{ij}}}=L_{S_{\mathrm{ij}}}-S_{\mathrm{ij}}^0,$

$L_{S_{\mathrm{ij}}}=\sqrt{{(X_i-X_j)}^2+{(Y_i-Y_j)}^2},L_{S_{\mathrm{ij}}}$ 为节点i与节点j间的距离观测值，(X_i,Y_i)和(X_j,Y_j)分别为节点i和j的坐标；

$S_{\mathrm{ij}}^0=\sqrt{{(X_i^0-X_j^0)}^2+{(Y_i^0-Y_j^0)}^2};(X_i^0,Y_i^0)$ 和为节点i和j的近似坐标。

可选地，上述设备中，所述方位观测值误差模型指：

方位观测值误差方程：

$V_{A_{\mathrm{ij}}}=\frac{\mathrm{\Δ}{Y}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{x}}_i-\frac{\mathrm{\Δ}{X}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{y}}_i-\frac{\mathrm{\Δ}{Y}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{x}}_i+\frac{\mathrm{\Δ}{X}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{y}}_i-l_{A_{\mathrm{ij}}}$

其中， $l_{A_{\mathrm{ij}}}=l_{A_{\mathrm{ij}}}-A_{\mathrm{ij}}^0;A_{\mathrm{ij}}^0=\arctan \frac{Y_j^0-Y_i^0}{X_j^0-X_i^0},$

$L_{A_{\mathrm{ij}}}=\arctan \frac{Y_i-Y_j}{X_i-X_j}$

其中，为节点i与j间的方位观测值，(X_i,Y_i)和(X_j,Y_j)分别为节点i和j的坐标。

可选地，上述设备中，

所述拖缆勘探控制网中各节点的定位精度分布包括除已知相对全球定位系统(RGPS)以外的所有罗经鸟和声学鸟挂载点的精度指标。

可选地，上述设备中，所述精度指标至少包括X轴误差、Y轴误差、点位误差、误差椭圆长半轴长度、短半轴长度及长半轴方向。

本申请技术方案实现了拖缆控制网络基准节点的先验精度评定，再通过对比作业要求精度，对控制网进行优化，反复修改计算，直至满足作业要求精度。本申请技术方案克服了当前拖缆控制网络基准节点的布设仅依靠经验，无法在作业前评定拖缆控制网节点定位精度的问题。以对初始设计的拖缆控制网进行优化调整。

附图说明

图1为本实施例中拖缆勘探控制网络优化流程示意图；

图2为本实施例中拖缆勘探控制网的结构示意图；

图2中，●表示罗经鸟，表示声学鸟，............表示拖缆，表示GPS基线，_表示声学网络。。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文将结合附图对本发明技术方案作进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

实施例1

本实施例提供一种拖缆勘探控制网的设计方法，如图1所示，包含如下操作：

步骤100：初始设计拖缆勘探控制网网形。

拖缆勘探控制网网形设计主要是在枪阵和拖缆上选择合适的节点，在节点上布设罗经鸟、声学鸟、RGPS等定位设备，建立高精度的拖缆勘探控制网。

具体地，本实施例中采用的拖缆勘探控制网的设计过程如下：

1)选择网络类型，本实施例中网络类型分为全网络和前中后网络两种；

2)配置拖缆参数，包括电缆数目、电缆长度、缆间距等；

3)配置枪阵参数，包括震源和子阵数目，子阵间距，震源间距，震源上RGPS与声学鸟数目及挂载点位置；

4)配置拖缆节点参数，包括每条电缆上的罗经鸟、声学鸟个数及挂载点位置，尾标RGPS和声学鸟数目及挂载点位置等，若是配置全网络，则不需要配置罗经鸟；

5)偏移距设置，包括枪阵、拖缆及船体的相对位置，以及枪阵子阵之间，电缆间的相对位置确定。

图2所示即为按照上述设计过程设计的一种拖缆勘探控制网的结构示意图。其中实心圆点表示罗经鸟，实心四角星表示声学鸟，点状虚线表示拖缆，点横状虚线表示GPS基线，黑色实线表示声学网络。

步骤200：将初始设计的拖缆勘探控制网中各节点位置转换为同一坐标系统下的坐标。

在配置拖缆控制网时，船、枪阵、电缆分别在各自的独立坐标系下进行配置，为了评估网络精度，必须将所有的独立坐标系转换到统一的坐标系统下。而每一个独立坐标系都有当地参考点，以及每个节点相对参考点的偏移量，这几个独立坐标系统中的参考点是也是通过偏移量联系的，同时在拖缆控制网平差过程中，一般只对平面坐标进行平差处理，不涉及高程位置，因此可以通过坐标系整体平移将其规划到统一的坐标系统下。

步骤300：对初始设计的拖缆勘探控制网中各节点按照转换后的坐标进行网络平差计算，得到拖缆勘探控制网中各节点的定位精度分布。

本实施例中，网络平差采用间接平差模形，对于全网络模型，直接进行整体网平差。若是前中后网络模型，将前中后三网通过罗经鸟的点联系起来后再进行整体平差。将枪阵和尾标上的RGPS点当做基准已知点，采用先同缆后异缆的顺序列出误差方程。

1)建立距离观测值模型：

设为节点i与节点j间的距离观测值，其距离观测值方程为：

$L_{S_{\mathrm{ij}}}=\sqrt{{(X_i-X_j)}^2+{(Y_i-Y_j)}^2}$

其中，(X_i,Y_i)和(X_j,Y_j)分别为节点i和j的坐标。

相应的节点i与节点j间的误差方程为：

$V_{S_{\mathrm{ij}}}=-\frac{\mathrm{\Δ}{X}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{x}}_i-\frac{\mathrm{\Δ}{Y}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{y}}_i+\frac{\mathrm{\Δ}{X}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{x}}_i+\frac{\mathrm{\Δ}{Y}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{y}}_i-l_{S_{\mathrm{ij}}}$

其中， $\mathrm{\Δ}{X}_{\mathrm{ij}}^0=X_i^0-X_j^0;\mathrm{\Δ}{Y}_{\mathrm{ij}}^0=Y_i^0-Y_j^0;l_{S_{\mathrm{ij}}}=L_{S_{\mathrm{ij}}}-S_{\mathrm{ij}}^0,$

$S_{\mathrm{ij}}^0=\sqrt{{(X_i^0-X_j^0)}^2+{(Y_i^0-Y_j^0)}^2};(X_i^0,Y_i^0)$ 和为节点i和j的近似坐标。

2)建立方位观测值模型：

设为节点i与j间的方位观测值，其观测方程为：

$L_{A_{\mathrm{ij}}}=\arctan \frac{Y_i-Y_j}{X_i-X_j}$

相应的误差方程为：

$V_{A_{\mathrm{ij}}}=\frac{\mathrm{\Δ}{Y}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{x}}_i-\frac{\mathrm{\Δ}{X}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{y}}_i-\frac{\mathrm{\Δ}{Y}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{x}}_i+\frac{\mathrm{\Δ}{X}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{y}}_i-l_{A_{\mathrm{ij}}}$

其中， $l_{A_{\mathrm{ij}}}=l_{A_{\mathrm{ij}}}-A_{\mathrm{ij}}^0;A_{\mathrm{ij}}^0=\arctan \frac{Y_j^0-Y_i^0}{X_j^0-X_i^0}$

3)根据相应的误差方程及观测值权矩阵进行网络平差。

要说明的是，本涉及中涉及的网络平差方法除了本实施例采用的间接平差算法以外，还可以是测绘中常用的其他最小二乘法等算法，本申请方案对此不再特别限制。

步骤400：当计算得到的节点定位精度不满足作业要求的节点精度时，调整所述拖缆勘探控制网网形，直到调整后的拖缆勘探控制网网形的节点定位精度满足作业要求的节点精度。

网络平差之后即可得到拖缆控制网的节点定位精度分布，包括除已知RGPS以外的所有罗经鸟和声学鸟挂载点的精度指标，包括X轴误差、Y轴误差、点位误差、误差椭圆长半轴长度、短半轴长度及长半轴方向等六项指标，同时可绘制出控制网节点的误差椭圆。

输出网络节点精度后，将拖缆控制网基准点位的定位精度同作业要求的节点精度进行对比，若不满足则采取加密网络等方式继续调整网形并进行网络平差，若满足则视情况确定最终的网形结构，最终达到使用合理数目的定位设备及网形结构满足作业精度需求的目的。

另外，实现上述方法时，还需要进行观测值定权。即在评估网络精度时，将RGPS(即相对定位GPS)值作为已知值进行约束。在网络平差之前，需要设置罗经鸟和声学鸟的测量精度并对其观测值进行定权。

具体地，至少包括如下两种观测值定权。

第1)种，罗经鸟和声学鸟的测量精度设定，罗经鸟主要进行方位角度测量，其单位为秒，声学鸟主要进行距离测量，其单位为米。

其中，罗经鸟和声学鸟的测量精度是结合设备(罗经鸟，声学鸟等)的标称测量精度(测角、测距等)及人为经验设定的。

第2)种，观测值定权。设置单位权中误差，设单位权中误差是σ₀，测量误差为σ_A，则观测值的权P_A为：

$P_A=\frac{{\mathrm{\σ}}_A^2}{{\mathrm{\σ}}_0^2}.$

实施例2

本实施例提供一种拖缆勘探控制网络的实现设备，可实现上述实施例1的方法，其至少包括如下各单元。

初始设计单元，初始设计拖缆勘探控制网网形；

坐标转换单元，将初始设计的拖缆勘探控制网中各节点位置转换为同一坐标系统下的坐标；

定位精度分布单元，对初始设计的拖缆勘探控制网中各节点按照转换后的坐标进行网络平差计算，得到拖缆勘探控制网中各节点的定位精度分布；

具体地，定位精度分布单元根据相应的误差模型及观测值权矩阵进行网络平差计算，以得到拖缆勘探控制网中各节点的定位精度分布。其中，误差模型包括节点间距离观测值误差模型和节点间方位观测值误差模型，观测值权矩阵由预先设定的各观测值权组成。

其中，距离观测值误差模型指：

距离观测值误差方程：

$V_{S_{\mathrm{ij}}}=-\frac{\mathrm{\Δ}{X}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{x}}_i-\frac{\mathrm{\Δ}{Y}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{y}}_i+\frac{\mathrm{\Δ}{X}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{x}}_i+\frac{\mathrm{\Δ}{Y}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{y}}_i-l_{S_{\mathrm{ij}}}$

其中，为节点i与节点j间的距离观测值的误差方程，

$\mathrm{\Δ}{X}_{\mathrm{ij}}^0=X_i^0-X_j^0;\mathrm{\Δ}{Y}_{\mathrm{ij}}^0=Y_i^0-Y_j^0;l_{S_{\mathrm{ij}}}=L_{S_{\mathrm{ij}}}-S_{\mathrm{ij}}^0,$

$L_{S_{\mathrm{ij}}}=\sqrt{{(X_i-X_j)}^2+{(Y_i-Y_j)}^2},L_{S_{\mathrm{ij}}}$ 为节点i与节点j间的距离观测值，(X_i,Y_i)和(X_j,Y_j)分别为节点i和j的坐标；

$S_{\mathrm{ij}}^0=\sqrt{{(X_i^0-X_j^0)}^2+{(Y_i^0-Y_j^0)}^2};(X_i^0,Y_i^0)$ 和为节点i和j的近似坐标。

方位观测值误差模型指：

方位观测值误差方程：

$V_{A_{\mathrm{ij}}}=\frac{\mathrm{\Δ}{Y}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{x}}_i-\frac{\mathrm{\Δ}{X}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{y}}_i-\frac{\mathrm{\Δ}{Y}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{x}}_i+\frac{\mathrm{\Δ}{X}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{y}}_i-l_{A_{\mathrm{ij}}}$

其中， $l_{A_{\mathrm{ij}}}=l_{A_{\mathrm{ij}}}-A_{\mathrm{ij}}^0;A_{\mathrm{ij}}^0=\arctan \frac{Y_j^0-Y_i^0}{X_j^0-X_i^0},$

$L_{A_{\mathrm{ij}}}=\arctan \frac{Y_i-Y_j}{X_i-X_j}$

其中，为节点i与j间的方位观测值，(X_i,Y_i)和(X_j,Y_j)分别为节点i和j的坐标。

而网络平差计算可采用间接平差模型计算。

调整单元，当所述定位精度分布单元计算得到的节点定位精度不满足作业要求的节点精度时，调整所述拖缆勘探控制网网形，直到调整后的拖缆勘探控制网网形的节点定位精度满足作业要求的节点精度。

其中，调整单元，在计算得到的节点定位精度不满足作业要求的节点精度时，可以采取加密网络方式调整上述拖缆勘探控制网网形。

另外，上述定位精度分布单元，所计算得到的拖缆勘探控制网中各节点的定位精度分布包括除已知RGPS以外的所有罗经鸟和声学鸟挂载点的精度指标。其中，精度指标至少包括X轴误差、Y轴误差、点位误差、误差椭圆长半轴长度、短半轴长度及长半轴方向。

由于本实施例提供的设备可实现上述实施例1的方案，因此，上述设备的其他详细操作可参见上述实施例1的相应内容，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本申请不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种拖缆勘探控制网络的实现方法，其特征在于，包括：

初始设计拖缆勘探控制网网形；

将初始设计的拖缆勘探控制网中各节点位置转换为同一坐标系统下的坐标；

对初始设计的拖缆勘探控制网中各节点按照转换后的坐标进行网络平差计算，得到拖缆勘探控制网中各节点的定位精度分布；

当计算得到的节点定位精度不满足作业要求的节点精度时，调整所述拖缆勘探控制网网形，直到调整后的拖缆勘探控制网网形的节点定位精度满足作业要求的节点精度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当计算得到的节点定位精度不满足作业要求的节点精度时，调整所述拖缆勘探控制网网形指：

采取加密网络方式调整所述拖缆勘探控制网网形。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述网络平差计算采用间接平差模型计算。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对初始设计的拖缆勘探控制网中各节点按照转换后的坐标进行网络平差计算指：

根据相应的误差模型及观测值权矩阵进行网络平差计算，其中，所述误差模型包括节点间距离观测值误差模型和节点间方位观测值误差模型，所述观测值权矩阵由预先设定的各观测值权组成。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，按照如下方式建立所述距离观测值误差模型：

先按照如下公式建立距离观测值方程：

$L_{S_{\mathrm{ij}}}=\sqrt{{(X_i-X_j)}^2+{(Y_i-Y_j)}^2};$

其中，为节点i与节点j间的距离观测值，(X_i,Y_i)和(X_j,Y_j)分别为节点i和j的坐标；

再按照如下公式建立距离观测值误差方程：

$V_{S_{\mathrm{ij}}}=-\frac{{\mathrm{\ΔX}}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{x}}_i-\frac{{\mathrm{\ΔY}}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{y}}_i+\frac{{\mathrm{\ΔX}}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{x}}_i+\frac{{\mathrm{\ΔY}}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{y}}_i-l_{S_{\mathrm{ij}}}$

其中，为节点i与节点j间的距离观测值的误差方程，

${\mathrm{\ΔX}}_{\mathrm{ij}}^0=X_i^0-X_j^0;{\mathrm{\ΔY}}_{\mathrm{ij}}^0=Y_i^0-Y_j^0;l_{S_{\mathrm{ij}}}=L_{S_{\mathrm{ij}}}-S_{\mathrm{ij}}^0,$

$S_{\mathrm{ij}}^0=\sqrt{{(X_i^0-X_j^0)}^2+{(Y_i^0-Y_j^0)}^2};$ 和为节点i和j的近似坐标。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，按照如下方式建立所述方位观测值误差模型：

先按照如下公式建立方位观测值方程：

$L_{A_{\mathrm{ij}}}=\arctan \frac{Y_i-Y_j}{X_i-X_j}$

其中，为节点i与j间的方位观测值，(X_i,Y_i)和(X_j,Y_j)分别为节点i和j的坐标；

再按照如下公式建立方位观测值误差方程：

$V_{A_{\mathrm{ij}}}=\frac{{\mathrm{\ΔY}}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{x}}_i-\frac{{\mathrm{\ΔX}}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{y}}_i-\frac{{\mathrm{\ΔY}}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{x}}_i+\frac{{\mathrm{\ΔX}}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{y}}_i-l_{A_{\mathrm{ij}}}$

其中， $l_{A_{\mathrm{ij}}}=L_{A_{\mathrm{ij}}}-A_{\mathrm{ij}}^0;A_{\mathrm{ij}}^0=\arctan \frac{Y_j^0-Y_i^0}{X_j^0-X_i^0}.$

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述拖缆勘探控制网中各节点的定位精度分布包括除已知相对全球定位系统(RGPS)以外的所有罗经鸟和声学鸟挂载点的精度指标。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述精度指标至少包括X轴误差、Y轴误差、点位误差、误差椭圆长半轴长度、短半轴长度及长半轴方向。

9.一种拖缆勘探控制网络的实现设备，其特征在于，包括：

初始设计单元，初始设计拖缆勘探控制网网形；

坐标转换单元，将初始设计的拖缆勘探控制网中各节点位置转换为同一坐标系统下的坐标；

定位精度分布单元，对初始设计的拖缆勘探控制网中各节点按照转换后的坐标进行网络平差计算，得到拖缆勘探控制网中各节点的定位精度分布；

调整单元，当所述定位精度分布单元计算得到的节点定位精度不满足作业要求的节点精度时，调整所述拖缆勘探控制网网形，直到调整后的拖缆勘探控制网网形的节点定位精度满足作业要求的节点精度。

10.如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述调整单元，在计算得到的节点定位精度不满足作业要求的节点精度时，调整所述拖缆勘探控制网网形指：

采取加密网络方式调整所述拖缆勘探控制网网形。

11.如权利要求9或10所述的设备，其特征在于，

所述网络平差计算采用间接平差模型计算。

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述定位精度分布单元对初始设计的拖缆勘探控制网中各节点按照转换后的坐标进行网络平差计算指：

根据相应的误差模型及观测值权矩阵进行网络平差计算，其中，所述误差模型包括节点间距离观测值误差模型和节点间方位观测值误差模型，所述观测值权矩阵由预先设定的各观测值权组成。

13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述距离观测值误差模型指：

距离观测值误差方程：

$V_{S_{\mathrm{ij}}}=-\frac{{\mathrm{\ΔX}}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{x}}_i-\frac{{\mathrm{\ΔY}}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{y}}_i+\frac{{\mathrm{\ΔX}}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{x}}_i+\frac{{\mathrm{\ΔY}}_{\mathrm{ij}}^0}{S_{\mathrm{ij}}^0}{\hat{y}}_i-l_{S_{\mathrm{ij}}}$

其中，为节点i与节点j间的距离观测值的误差方程，

${\mathrm{\ΔX}}_{\mathrm{ij}}^0=X_i^0-X_j^0;{\mathrm{\ΔY}}_{\mathrm{ij}}^0=Y_i^0-Y_j^0;l_{S_{\mathrm{ij}}}=L_{S_{\mathrm{ij}}}-S_{\mathrm{ij}}^0,$

$L_{S_{\mathrm{ij}}}=\sqrt{{(X_i-X_j)}^2+{(Y_i-Y_j)}^2},$ 为节点i与节点j间的距离观测值，(X_i,Y_i)和(X_j,Y_j)分别为节点i和j的坐标；

$S_{\mathrm{ij}}^0=\sqrt{{(X_i^0-X_j^0)}^2+{(Y_i^0-Y_j^0)}^2};$ 和为节点i和j的近似坐标。

14.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述方位观测值误差模型指：

方位观测值误差方程：

$V_{A_{\mathrm{ij}}}=\frac{{\mathrm{\ΔY}}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{x}}_i-\frac{{\mathrm{\ΔX}}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{y}}_i-\frac{{\mathrm{\ΔY}}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{x}}_i+\frac{{\mathrm{\ΔX}}_{\mathrm{ij}}^0}{{\left(S_{\mathrm{ij}}^0\right)}^2}{\hat{y}}_i-l_{A_{\mathrm{ij}}}$

其中， $l_{A_{\mathrm{ij}}}=L_{A_{\mathrm{ij}}}-A_{\mathrm{ij}}^0;A_{\mathrm{ij}}^0=\arctan \frac{Y_j^0-Y_i^0}{X_j^0-X_i^0},$

$L_{A_{\mathrm{ij}}}=\arctan \frac{Y_i-Y_j}{X_i-X_j}$

其中，为节点i与j间的方位观测值，(X_i,Y_i)和(X_j,Y_j)分别为节点i和j的坐标。

15.如权利要求11所述的设备，其特征在于，

所述拖缆勘探控制网中各节点的定位精度分布包括除已知相对全球定位系统(RGPS)以外的所有罗经鸟和声学鸟挂载点的精度指标。

16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，

所述精度指标至少包括X轴误差、Y轴误差、点位误差、误差椭圆长半轴长度、短半轴长度及长半轴方向。