[发明专利]一种复杂近地表条件下的初至波旅行时层析反演方法

权利要求书

1.一种复杂近地表条件下的初至波旅行时层析反演方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：针对实际采集的地震单炮记录进行时窗截取，人工提取出包含直达波和折射波初至的地震波场；

步骤二：针对不同的虚震源点A、检波点B，重构出A点激发、B点接收的虚折射波场；

步骤三：针对实际震源点X、不同检波点B，重构出X点激发、B点接收的褶积型超级虚折射波场；

步骤四：针对实际震源点X、不同检波点A，重构出X点激发、A点接收的相关型超级虚折射波场；

步骤五：针对实际震源点X、不同检波点R，重构出X点激发、R点接收的叠加超级虚折射波场；

步骤六：基于步骤五重构的初至波场，采用自动追踪加人工修正的方法，拾取初至波旅行时信息；

步骤七：针对实际采集的炮点和检波点分布的位置信息，建立网格模型的初始条件和边界条件，并插值生成初始网格模型；

步骤八：利用Gauss-Seidel迭代法对网格模型进行迭代更新，直至满足精度要求，生成最终正交贴体的网格模型数据；在此基础上，建立初始化的慢度参数模型，其慢度分布沿深度方向呈常慢度梯度变化；

步骤九：根据参数模型和实际的观测系统信息，基于快速扫描算法的自适应程函方程求解方法，开展复杂近地表条件下的初至波旅行时正演模拟计算，获取正演模拟合成数据集；

步骤十：计算合成初至波旅行时与步骤六拾取的初至波旅行时的残差函数；

步骤十一：采用快速扫描算法，求取伴随状态变量λ；然后，采用L-BFGS算法求取模型参数的改变量，更新参数模型；

步骤十二：重复步骤九至步骤十一，直至最终的旅行时残差ΔT满足精度要求，得到初至波旅行时层析反演参数模型。

2.根据权利要求1所述的一种复杂近地表条件下的初至波旅行时层析反演方法，其特征在于：所述步骤二中重构出A点激发、B点接收的虚折射波场的公式为如下公式(1)：

其中，ζ(A|X)代表了实际震源点X激发，检波点A接收的初至波场；ζ(B|X)代表了实际震源点X激发，检波点B接收的初至波场；ζ(B|A)^Vir代表了虚震源点A激发，检波点B接收的初至波场；Im代表了重构的虚折射波场的虚部，k代表波数，*代表了复数的共轭，S_c代表了实际震源点分布。

3.根据权利要求2所述的一种复杂近地表条件下的初至波旅行时层析反演方法，其特征在于：所述步骤三中重构出X点激发、B点接收的褶积型超级虚折射波场的公式为如下公式(2)：

其中，ζ(B|X)^Scon代表了重构的实际震源点X激发，检波点B接收的初至波场；i代表复数的虚部，R_c代表了位于固定相位处的检波点。

4.根据权利要求3所述的一种复杂近地表条件下的初至波旅行时层析反演方法，其特征在于：所述步骤四中重构出X点激发、A点接收的相关型超级虚折射波场的公式为如下公式(3)：

其中，ζ(A|X)^Scor代表了重构的实际震源点X激发，检波点A接收的初至波场。

5.根据权利要求4所述的一种复杂近地表条件下的初至波旅行时层析反演方法，其特征在于：所述步骤五中重构出X点激发、R点接收的叠加超级虚折射波场的公式为如下公式(4)：

ζ(R|X)^Stk＝ζ(R|X)^Scon+ζ(R|X)^Scor……………………………………(4)

其中，ζ(R|X)^Scon、ζ(R|X)^Scor和ζ(R|X)^Stk分别代表了重构的实际震源点X激发，检波点R接收的褶积型、相关型和叠加的超级虚折射波场。

6.根据权利要求5所述的一种复杂近地表条件下的初至波旅行时层析反演方法，其特征在于：所述步骤十中计算合成初至波旅行时与步骤六拾取的初至波旅行时的残差函数计算公式如下公式(5)：

其中，i，j分别代表了炮点和检波点编号，NS，NR分别代表了实际的炮点和检波点总数，和分别代表了合成的和实际拾取的i点激发，j点接收的初至波旅行时，ΔT代表了合成与实际初至波旅行时的残差能量。