【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地震波走时计算领域，特别是一种基于镜像法的地震波走时计算方法。
技术介绍
1、《applied geophysics》2017年第1期公开了孙辉等“基于快速推进与波前构建的联合3d走时计算”，介绍了一种联合3d走时计算方法，将二维三次卷积插值方法应用到了网格点走时计算中，该方法在震源附近小范围内使用计算精度较高的波前构建法计算走时,在剩余区域使用快速推进法计算走时,由于模型中绝大多数网格节点走时是通过快速推进法计算的,故新方法保留了快速推进法高效的特点,同时由于震源附近网格节点走时精度的提高,整个新算法的计算精度相对于快速推进法而言有了较大的改善。
2、《世界地质》2016年第1期公开了姜盼盼等“吸收介质中射线路径,走时与振幅计算——基于一阶扰动方法”，基于波前构建法的射线追踪,实现了吸收介质中对射线路径,走时与振幅的计算。计算表明吸收介质中的波动属性是复值；当q为520时,衰减是可见的,明显的；而当q>30时,衰减微弱,为弱衰减介质。对吸收介质中的射线追踪进行计算,可提高地震波的分辨率,得到更清晰的地震记录。
3、《石油地球物理勘探》2012年第2期公开了韩复兴等“应用波前构建法实现零炮检距等时线的构建”，针对基尔霍夫偏移及反偏移成像过程中所需的等时线构建问题,从波前构建的角度着手,分析了波前构建法在实现零炮检距等时线构建过程当中的理论基础和实现方案,并针对均匀介质模型,应用波前构建的思想构建不同时间步长上所对应的等时线,同均匀介质模型理论计算的等时线进行误差对比,验证该方法的准确性
4、《applied geophysics》2009年第3期公开了韩复兴等“波前构建法中的网格点定位”，针对波前构建法中非规则的波前四边形网格与规则的矩形网格节点之间的相对定位问题,对比分析了在计算机图形学中常用的四种网格定位方法在波前构建法中的具体实现问题,通过对定位方法稳健性分析及计算实例表明,矢量叉乘判断法在实现规则的矩形网格节点与非规则的波前四边形网格相对定位研究中,其稳健性和计算效率是最高的,从而为下一步做偏移或者反偏移提供了精确的网格点属性值。
5、《吉林大学学报》(地球科学版)2007年第4期公开了孙建国等“基于波前构建的射线追踪:一种java实现”，针对波前构建法射线追踪在实现过程中存在的困难和问题,提出了一种基于java语言的实现方案。与常规的fortran实现方案相比,java实现避免了由射线插值和网格变换所带来的额外数据重排及数据点反复标记问题。因此,在计算过程中可以随时对数据点进行插入操作而不用考虑再定位问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于镜像法的地震波走时计算方法，在计算过程中考虑了地震波在地球介质中的传播规律，采用镜像震源代替原有的二维三次卷积插值方法计算波前四边形中的网格节点，本方法提高了波前构建地震波走时计算方法的计算精度以及稳定性。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于镜像法的地震波走时计算方法，包括以下步骤：
3、步骤1：将文件内的有关参数以及速度模型读入，其中，所述参数文件包含速度模型的网格点数、网格间距、震源位置、追踪步长、射线角度范围、射线采样间隔；
4、步骤2：追踪射线，并在追踪过程中插入新射线以此来保证射线的覆盖率。追踪射线的本质是使用龙格库塔法求解运动学射线追踪方程组，如下式所示：
5、
6、
7、其中，x、z表示位置坐标分量，sx、sz分别表示x、z方向的慢度分量，t表示地震波走时，v表示地震波速度。
8、步骤3：计算射线上离散点的空间位置，利用这些离散点在空间规则网格的基础上划分出射线网格，形成波前四边形，再通过矢量乘积法判断规则网格点与波前四边形的位置关系，找到波前四边形所包含的规则网格点；
9、步骤4：利用波前四边形四个顶点的走时、位置、速度参数，计算出各个射线网格点所对应的虚拟震源位置，再根据这些镜像震源位置计算出波前四边形所包含规则网格点的地震波走时；
10、步骤5：完成所有网格节点的走时计算，并输出最终的走时计算结果。
11、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：考虑了地震波在介质中的传播规律，采用了镜像法计算波前四边形内部网格点走时，提高了网格点走时计算精度，进而提高了波前构建地震波走时方法的计算精度。
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1.一种基于镜像法的地震波走时计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于镜像法的地震波走时计算方法，其特征在于，在步骤5中，走时计算的方法为：
3.如权利要求2所述的一种基于镜像法的地震波走时计算方法，其特征在于，所述S5.3步骤中地震波走时tO表达式为：
4.如权利要求1所述的一种基于镜像法的地震波走时计算方法，其特征在于，所述追踪方程组，如下式所示：
5.如权利要求1所述的一种基于镜像法的地震波走时计算方法，其特征在于，所述S1步骤中参数文件包含速度模型的网格点数、网格间距、震源位置、追踪步长、射线角度范围、射线采样间隔。
【技术特征摘要】
1.一种基于镜像法的地震波走时计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种基于镜像法的地震波走时计算方法，其特征在于，在步骤5中，走时计算的方法为：
3.如权利要求2所述的一种基于镜像法的地震波走时计算方法，其特征在于，所述s5.3步骤中地震波走时to表达式为...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐若格，陈瑞，任洪勇，王承浪，孙辉，张健，谭向宇，陈功民，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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