ДВЕ ПОКОЛЕНИЯ ГНСС ТЕХНОЛОГИИ В НЕФТОПРОУЧВАТЕЛНИ ПРОЕКТИ ИЗ СЕВЕРНА АФРИКА
Гл. ас. д-р инж. Аспарух Камбуров, МГУ „Св. Иван Рилски“
инж. Петър Илчев, „PISERVICES“ ООД
инж. Благой Благоев, „ЕКСПЛОРАТОР-2007“ ЕООД
SUMMARY
This article describes two generations of GNSS technologies as applied in seismic acquisition projects for oil and gas research in North Africa by Bulgarian surveyors from two generations. The story begins with the TRANSIT system, Doppler observations and their application in Libya in the 1980s. Accordingly, the second generation of GNSS is presented, illustrated with projects in Tunisia and Libya in the 2000s. Another important cross-generation comparison – between the 2D and 3D seismic survey technology, is included as well.
РЕЗЮМЕ
Статията представя две поколения ГНСС технологии, използвани в сеизмични проучвания за търсене на нефт и газ в Северна Африка от две поколения маркшайдери. Историята започва със системата TRANSIT, доплеровите измервания и приложението им в Либия през 80-те години на XX в. Описанието на второто поколение ГНСС е илюстрирано с проекти в Тунис и Либия от началото на XXI в. Включено е и сравнение между двете основни поколения сеизмични проучвателни технологии – 2D и 3D.
1. ЗА НАЧАЛАТА
Две хилядолетия и половина след пионерните геодезически измервания на Ератостен в Египет, Спутник 1 пое по своята орбита около Земята и постави началото на космическата геодезия. Годината е 1957. Броени дни след изстрелването учени от Лабораторията по приложна физика към университета „Джонс Хопкинс“ (САЩ) засичат микровълнов радиосигнал от спътника и успяват да определят орбитата му чрез анализ на неговото Доплерово отместване. Това пък е зората на глобалните навигационни спътникови системи (ГНСС).
През същата тази година, 17 международни нефтени компании започват мащабно проучване сред пясъците на Либийската пустиня за откриване на залежи с течно злато [1]. Когато след две години „Стандарт ойл“ забива първия експлоатационен сондаж в огромното нефтено поле край гр. Амал, погледите са вече вперени към спътника Transit-1А - прототип на току-що разработената ГНСС система от I поколение „TRANSIT“ (САЩ).
Оттогава, чак до края на 80-те години и широкото навлизане на „GPS“, TRANSIT е на разположение за различни навигационни и геодезически приложения. Освен за основното си предназначение – навигация на флотилията американски подводници и кораби, системата подпомага геодезическите дейности на цяло поколение специалисти, работещи сред обширните, лишени от геодезическа основа пущинаци на Северна Африка, сред които и възпитаници на МГУ „Св. Иван Рилски“. Смяната на поколенията настъпва в края на XX
и началото на XXI в., когато из онези отдалечени райони навлизат маркшайдери и геодезисти, използващи вече GPS и други ГНСС – много от тях актуални и днес.
2. ПЪРВОТО ПОКОЛЕНИЕ
В периода 1959-1988 г. системата TRANSIT изпробва и усъвършенства успешно редица технологии, впоследствие използвани както в други ГНСС системи от I поколение – съветските военни „Циклон“, „Парус“ и гражданската „Цикада“, така и в следващото (табл. 1). Сред тях са: съзвездие от спътници, излъчващи подбрани носещи честоти; модулиране на елементите на спътниковите орбити върху носещите честоти; кодиране на сигнала с маркери за синхронизация със системното време; използване на повече от една носеща честота за редуциране на йоносферната рефракция и др.
Системата TRANSIT се състои от 5 оперативни спътника в полярна кръгова орбита с височина ок. 1100 km и период на обиколка 106 min (фиг. 1, б). Сигналите се излъчват на честоти 150 MHz и 400 MHz. Контролният сегмент обхваща три наземни следящи станции - в Проспект Харбър (Мейн), Розмаунт (Минесота), Уахайава (Хавайски о-ви), плюс главна контролна станция в Пойнт Мугу (Калифорния). Определянето на местоположение използва Доплеровия ефект: при приближаване към или отдалечаване от приемаща сигналите антена, носещата вълна променя своята номинална честота, която съответно се увеличава или намалява (фиг. 1, c).
Табл. 1. Сравнителни характеристики на ГНСС от I поколение
ГКЗ 5-6 ' 2016
13