[发明专利]一种复杂介质条件下射线追踪方法

权利要求书

1.一种复杂介质条件下射线追踪方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：对介质的慢度模型进行差分网格离散剖分，设定每个单元网格内部为常慢度，单元网格交点位置为待求取的初至波旅行时；

步骤二：初始化震源点位置；利用自适应程函方程求解方法求取单元网格交点位置的初至波旅行时t(i,j)，其中，i和j分别代表了x和z方向离散化后的网格节点坐标；

步骤三：基于初至波旅行时，利用中心差分公式，求取每个单元网格内部的入射角θ(i,j)；

步骤四：初始化检波点位置信息和入射角方向；

步骤五：从检波点出发，根据射线入射点位置信息和单元网格内的入射角方向，计算当前单元网格内的射线出射点坐标和进入的下个单元网格信息；

步骤六：将计算的当前网格射线出射点坐标作为进入的下一个单元网格的入射点坐标，并利用入射角方向flag计算下一个单元网格的出射点坐标和之后进入的单元网格信息；

步骤七：重复步骤五和步骤六，直至射线出射点坐标到达震源位置。

2.如权利要求1所述的一种复杂介质条件下射线追踪方法，其特征在于：所述步骤三中每个单元网格内部的入射角θ(i,j)求取公式为t_z(i,j)＝((t(i+1,j+1)+t(i+1,j))-(t(i,j+1)+t(i,j)))/(2dz)

t_x(i,j)＝((t(i+1,j+1)+t(i,j+1))-(t(i+1,j)+t(i,j)))/(2dx)

其中，dz和dx分别代表了z方向和x方向的离散采样间隔，t_z(i,j)和t_x(i,j)分别代表了初至波旅行时间场沿z方向和x方向的方向导数，atan函数为反正切函数。

3.如权利要求2所述的一种复杂介质条件下射线追踪方法，其特征在于：所述步骤四初始化检波点位置信息和入射角方向还包括，初始化公式，其初始化公式为：

其中，rz和rx分别代表了检波点在z方向和x方向的坐标信息；bdy_up、bdy_bm、bdy_lt和bdy_rt分别代表了慢度模型上、下、左和右的边界坐标信息；flag代表了入射角方向的选择。

4.如权利要求3所述的一种复杂介质条件下射线追踪方法，其特征在于：所述步骤五从检波点出发，根据射线入射点位置信息和单元网格内的入射角方向，计算当前单元网格内的射线出射点坐标和进入的下个单元网格信息还包括：当入射角方向flag＝1时，射线从网格左上侧端点进入单元网格内，计算单元网格内的射线出射点坐标和进入的下个单元网格信息有：

当0θπ/4时，出射点位置坐标(x1+h，z1+h*tan(θ))，进入的下一个单元网格信息是i+1，j，flag＝8；

当θ＝π/4时，出射点位置坐标(x1+h，z1+h)；进入的下一个单元网格信息是i+1，j+1，flag＝1；

当π/4θπ/2时，出射点位置坐标(x1+h*tan(π/2-θ))；进入的下一个单元网格信息是i，j+1，flag＝2；

当π/2＝θ＝π时，出射点位置坐标(x1，z1+h)；进入的下一个单元网格信息是i-1，j+1，flag＝3；

当πθ3π/2时，出射点位置坐标无；进入的下一个单元网格信息无；

当3π/2＝θ＝2π时，出射点位置坐标(x1+h，z1)；进入的下一个单元网格信息为i+1，j-1，flag＝7；

其中z1和x1分别代表了入射点z方向和x方向的坐标，h代表了单元网格的剖分长度。