[发明专利]基于一级散射波方程有限差分的正演模拟方法及装置

权利要求书

1.一种基于一级散射波方程有限差分的正演模拟方法，其特征在于，包括：

设定背景波速参数、散射体波速参数、空间网格大小参数、采样时间参数和散射体位置参数；

根据所述背景波速参数、所述散射体波速参数、所述空间网格大小参数、所述采样时间参数和所述散射体位置参数构建一级散射波方程；

对所述一级散射波方程进行有限差分离散，以得到所述一级散射波方程的差分格式；

根据所述一级散射波方程的差分格式计算得到对应的散射波场值；

其中，所述一级散射波方程为：

其中，为一级散射场，u₀(x,z,t)为背景场，x为横向空间网格大小，z为纵向空间网格大小，t为采样时间，C为散射体波速，C₀为背景波速。

2.根据权利要求1所述的正演模拟方法，其特征在于，根据所述背景波速参数、所述散射体波速参数、所述空间网格大小参数、所述采样时间参数和所述散射体位置参数构建一级散射波方程，包括：

根据所述散射体波速参数、所述背景波速参数和所述散射体位置参数获取二维频率域标量波方程；

利用介质散射原理，根据所述标量波方程得到多级散射波方程；

利用玻恩近似，根据所述空间网格大小参数、所述采样时间参数和所述多级散射波方程得到所述一级散射波方程。

3.根据权利要求2所述的正演模拟方法，其特征在于，所述二维频率域标量波方程为：

其中，U(r,ω)为总波场，U₀(r,ω)为背景波场，为拉普拉斯算子，ω为角频率，C为散射体波速，C₀为背景波速，r＝(x,z)表示散射体位置，r_s＝(x_s,z_s)表示震源的位置，δ为狄拉克函数，S(ω)为震源子波。

4.根据权利要求3所述的正演模拟方法，其特征在于，所述利用介质散射原理，根据所述标量波方程得到多级散射波方程，包括：

根据所述总波场与所述背景波场的差值得到散射波场计算方程；

将所述散射波场计算方程代入所述二维频率域标量波方程，以得到所述多级散射波方程。

5.根据权利要求4所述的正演模拟方法，其特征在于，所述散射波场计算方程为：

U_S(r,ω)＝U(r,ω)-U₀(r,ω)；

其中，U_s(r,ω)为散射波场，U(r,ω)为总波场，U₀(r,ω)为背景波场；

所述多级散射波方程为：

其中，U_s(r,ω)为散射波场，U(r,ω)为总波场，为拉普拉斯算子，r表示散射体位置，ω为角频率，C为散射体波速，C₀为背景波速。

6.根据权利要求1所述的正演模拟方法，其特征在于，还包括：

采用最佳匹配层消除人工边界反射。

7.根据权利要求1所述的正演模拟方法，其特征在于，还包括：

通过双点散射，验证所述散射波场值的准确性。

8.一种基于一级散射波方程有限差分的正演模拟装置，其特征在于，被配置成执行根据权利要求1至7中任一项所述的基于一级散射波方程有限差分的正演模拟方法。

9.一种机器可读存储介质，其特征在于，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行根据权利要求1至7中任一项所述的基于一级散射波方程有限差分的正演模拟方法。