[发明专利]基于网格搜索和牛顿迭代的微震震源定位联合反演方法

权利要求书

1.一种基于网格搜索的牛顿反演定位方法，其特征在于，包括网格搜索部分和牛顿法部分，其中所述网格搜索部分包括： 

步骤一：对于实行微地震观测的区域，在三维空间中，进行网格体的划分，确定每一个维度的坐标值的值域，以及划分的格数； 

步骤二：建立代价函数t(x)； 

步骤三：将每一个网格上的点的坐标，代入到目标函数中去，得到相对应的目标函数值； 

步骤四：将每个点所对应目标函数的值代入到卡方分布的概率密度函数中，得到每个点对应的卡方分布密度函数值，并以此值作为权重； 

步骤五：得到每一个坐标点所对应的权重之后，将每一个维度的坐标进行加权求和，最终得到发震地点的位置x^(k)； 

所述牛顿法部分包括： 

步骤六：令目标函数为f(x)在x^(k)位置上进行二阶Taylor级数展开； 

步骤七：对于目标函数进行了二级近似后，对新的目标函数求一次导数； 

步骤八：得到迭代公式，求得结果。 

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一中，对所述网格体的划分包括：首先设定监测区域的大小，然后设定网格的大小，通过对划定的区域进行网格的划分，从而得到划分的点的个数。 

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二中，通过发震地点、储层速度，即地震波旅行时的函数关系来确定所述代价函数的建立，具体形式为: 

其中t_i是地震波的旅行时，x_i,y_i,z_i,t_i是每一个检波器所在的空间位置以及每一个检波器所得到的地震波的到时差，n是检波器的个数，ρ_T是一个常数。v是地下介质速度。 

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤三中，每一个经过网格划分得到的点的位置都会对应一个(x,y,z)的空间坐标，将每一个点的(x,y,z)的空间坐标代入到所述步骤二中的目标函数，得到目标函数值。 

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤四中，将每个点所对应的所述目标函数的值代入到卡方分布的概率密度函数中，其中卡方分布的密度分布函数的具体形式： 

其中，n是检波器的个数，t是每一个点对应的代价函数值，得到每个点对应的卡方分布密度函数值，并以此值作为权重。Γ的具体形式为： 

公式中e为自然数。 

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤五中，得到每一个坐标点所对应的权重之后，将每一个维度的坐标进行加权求和，最终得到发震地点的大致位置x^(k)。 

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤六中，令所述目标函数f(x)在x^(k)位置上进行二阶Taylor级数展开，具体为：， 

其中，x是待求未知量组成的向量， 

为函数在x^(k)的梯度， 

Δx^(k)T＝[Δx₁^(k) Δx₂^(k) … Δx_N^(k)]是模型参数的改正向量， 

H^(k)为黑塞矩阵，它的具体数学表达式为： 

N为未知数的个数， 

所述目标函数为：

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤七中，对于目标函数进行了二级近似后，对新的目标函数求一次导数，由

最终得

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤八中，所述迭代公式为 再令k＝k+1。 

其中k为迭代次数，H^(k)是目标函数在x^(k)处的黑塞矩阵，同理为目标函数在x^(k)处的梯度。 

设置迭代停止标准，当达到标准时，停止迭代，得到结果，如果没有达到迭代标准返回到所述步骤六。