[发明专利]地震层析反演中的一种目标射线追踪方法

摘要

本发明公开了地震层析反演中的一种目标射线追踪方法，在高频近似下，利用射线理论描述地震波的传播过程，通过拟合观测旅行时反演地下介质参数场的过程称为射线层析；地震波波前面是光滑连续的，则观测点观测到的时距曲线也必然光滑连续；所以可利用三次样条把离散观测点上的旅行时插值成为连续的时距曲线；继而可以在震源点处选择一定的角度范围和角度间隔进行初值射线追踪，射线传播至观测面时终止，从连续的时距曲线中提取出射线终点处的观测旅行时，得到了一个震源对应的局部层析方程组，所有震源组成了完整的层析方程组；把目标射线追踪转化为初值条件射线追踪，从而大大提高目标射线追踪的计算效率，同时保证目标射线追踪过程更加稳定。

主权项

1.地震层析反演中的一种目标射线追踪方法，其特征在于在高频近似下，利用射线理论描述地震波的传播过程，通过拟合观测旅行时反演地下介质参数场的过程称为射线层析；由旅行时的一阶线性近似可知，地震波的运动学特征与模型之间存在近似的线性关系，那么当介质慢度变化较小时，射线路径变化也很小，此时可近似认为当前模型与真实模型中的射线路径相同；反演中的正演需模拟从震源到观测点的射线路径和旅行时，即目标射线追踪，亦即边值条件射线追踪；地震层析中同一震源激发的地震波被多个观测点接收到，对于一个震源激发的地震波场来说，需进行nr次目标射线追踪，nr为观测点的个数，得到模拟的时空坐标；拟合观测与模拟的时间域坐标实现层析的一次迭代；使用初值条件射线追踪方法取代边值条件射线追踪；地震波波前面是光滑连续的，则观测点观测到的时距曲线也必然光滑连续；所以利用三次样条把离散的观测旅行时插值成为连续的时距曲线；在震源点处选择一定的角度范围和角度间隔进行初值射线追踪，射线传播至观测面时终止，根据射线终点的空间坐标可从时距曲线中提取出相应的观测旅行时，得到一个震源对应的局部层析方程组，所有震源组成了完整的层析方程组；在反射层析反演中，选择反射角度范围和离散方式，以每一个反射角为初始条件结合反射层倾角进行初值射线追踪模拟入射和反射射线，如果模拟出的偏移距在有效偏移距范围之内，即在最小和最大偏移距之间，则插值得到相应的旅行时差建立一个线性方程，所有的反射射线组成最终的层析方程组。