一种用于陀螺测量仪器的误差范围分析方法技术

本发明专利技术公开了一种用于陀螺测量仪器的误差范围分析方法，包括以下步骤：利用Allan方差法对陀螺进行随机噪声分析，得到随机噪声项和随机噪声系数；利用随机噪声项和随机噪声系数建立方位角误差分析模型；方位角误差分析模型、初始点位置误差范围模型以及井斜角误差模型构成陀螺仪器连测模式下的误差模型，误差模型按照误差叠加原理进行叠加后，进行多元正态分布得到井眼轨迹误差范围。本发明专利技术利用Allan方差法线对陀螺的随机噪声项进行分析，根据Allan方差分析的结果选择随机噪声进行误差建模，进而计算井眼轨迹位置的误差范围，为井眼防碰等领域提供更可靠的信息。

【技术实现步骤摘要】
一种用于陀螺测量仪器的误差范围分析方法
本专利技术涉及石油测斜
，更具体的说是涉及一种用于陀螺测量仪器的误差范围分析方法。
技术介绍
自上世纪八十年代以来，国内很多油田开始进入开发中后期，勘探对象日益复杂，老油田稳产难度加大，新区油气勘探不断出现新的技术难题。为了提高薄油藏、隐蔽油藏等复杂油藏的开发效率，充分开采老油田，定向井、水平井、分支井和大位移井等复杂井结构得到了广泛应用。而精确的井眼轨迹的误差范围在实现以上目标的过程中起着关键的作用。传统的测斜仪主要是由磁通门和加速度计组成的测斜仪。由加速度计和磁强计构成基于地磁场的捷联式姿态测量系统，这种基于地磁场的方法由于系统中没有可动部件因而具有良好的抗冲击和抗干扰性，其结构简单、体积小、重量轻、启动迅速、成本低，成为许多随钻姿态测量的首选，但其容易受地下矿物磁场的干扰，测量精度严重下降。目前惯性测量技术用于测斜领域的应用越来越多，利用机械陀螺和加速度计组合实现井眼轨迹测量。目前光纤陀螺具有测量精度高、抗振动、较强抗磁干扰能力等优点，在测斜领域逐渐发展起来。因此陀螺捷联惯导系统在井眼轨迹测量领域具有广阔的应用前景。早期的井眼轨迹误本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于陀螺测量仪器的误差范围分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：利用Allan方差法对陀螺进行随机噪声分析，得到随机噪声项和随机噪声系数；S2：利用随机噪声项和随机噪声系数建立方位角误差分析模型；S3：利用方位角误差分析模型，并结合初始点位置误差范围模型以及井斜角误差模型构建陀螺仪器连测模式下的误差模型，误差模型按照误差叠加原理进行叠加后，进行多元正态分布得到井眼轨迹误差范围。

【技术特征摘要】
1.一种用于陀螺测量仪器的误差范围分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：利用Allan方差法对陀螺进行随机噪声分析，得到随机噪声项和随机噪声系数；S2：利用随机噪声项和随机噪声系数建立方位角误差分析模型；S3：利用方位角误差分析模型，并结合初始点位置误差范围模型以及井斜角误差模型构建陀螺仪器连测模式下的误差模型，误差模型按照误差叠加原理进行叠加后，进行多元正态分布得到井眼轨迹误差范围。2.根据权利要求1所述的一种用于陀螺测量仪器的误差范围分析方法，其特征在于，S1：利用Allan方差法对陀螺进行随机噪声分析，得到随机噪声项和随机噪声系数的具体步骤为：S11：输入陀螺的平均角速率序列Ω，假设采样间隔为τi，角速率样本个数为Ni，循环条件i＝0，通过采集陀螺输出得到原始角速率样本其中为原始角速率样本序列，N0表示原始角速率样本个数；S12：根据原始角速率样本序列或新的采样点序列，计算采样间隔为τi时对应的Allan方差S13：循环条件加1，i＝i+1，采样间隔加倍τi＝2τi-1，角速率样本个数减半Ni＝[Ni-1/2]，[.]表示取整，在相邻奇偶序号角速率样本之间作算数平均，得到新的采样点序列；S14：判断角速率样本个数Ni是否小于3，如是，则执行S15，否则返回至S12；S15：绘制采样间隔τi与对应Allan方差的曲线图，并根据每个采样间隔得到的Allan方差进行曲线拟合得到随机噪声项以及随机噪声系数。3.根据权利要求2所述的一种用于陀螺测量仪器的误差范围分析方法，其特征在于，Allan方差的计算公式为：其中，<·>表示对总体数据求平均，K表示当前样本序列的个数，分别表示当前样本序列的第K+1个值和第K个值，4.根据权利要求3所述的一种用于陀螺测量仪器的误差范围分析方法，其特征在于，绘制采样间隔τi与对应Allan方差的曲线图，并根据每个采样间隔得到的Allan方差进行曲线拟合得到随机噪声项以及随机噪声系数的具体步骤为：拟合公式为：其中，表示量化噪声Allan方差，表示角度随机游走噪声Allan方差，表示零偏不稳定性噪声Allan方差，...

【专利技术属性】
技术研发人员：高爽，李玲玲，蔡晓雯，卢鑫，张若愚，纪少文，周文彬，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11