基于闭循环单程传播算子的地震波场正演模拟

海面与海底存在的强波阻抗界面,导致海洋地震资料中普遍发育多次波与鬼波.广泛使用的双程波方程有限差分正演方法无法分离不同阶次的多次波及鬼波,不能在偏移和反演迭代中利用多次波,限制了多次波成像方法的推广应用.为实现多次波和鬼波的模拟及分离,本文提出一种基于闭循环单程传播算子的地震波场正演模拟方法.首先,通过推导单程传播算子,得到传统一次反射波传播模型.其次,在水面或不同深度加载上一轮模拟的反射波信号,利用多次闭循环迭代计算,得到表面和层间多次波传播模型,实现不同阶次的多次波模拟与分离.然后,将震源置于水面以下,改变震源信号加载顺序,提出了海洋地震数据的鬼波传播模型及公式.通过透镜体模型,验证了所提出方法的有效性,实现不同阶次表面多次波、层间多次波和鬼波的模拟与分离.并利用Marmousi模型对所提方法与传统有限差分方法进行对比,结果显示两类方法具有相当的精度.本文所提方法能够有效获得任意阶次的多次波及鬼波,可较好融入后续偏移成像和反演迭代过程,以提高成像照明度和分辨率.

基于FPGA的水下单程声径跟踪测速系统设计与实现

针对现有水下航行体的导航存在时延大和无法同时满足跟踪测速一体化问题,提出了一种基于单程声径的水下定位测速方法。相比传统长基线的双程声径定位测距,该方法基于高精度原子钟的同步系统,实现单程声径的目标测距测速。该水下定位测速一体化系统是基于具有快速并行计算能力的FPGA实现,解算结果可在微秒内完成,时延有效降低。针对目标跟踪测速一体化问题,水下航行体在系统同步时刻周期性发射线性调频信号,水下信标接收基阵设计基于短时傅里叶变换/逆变换算法对信号进行时频域转换分析,能够准确地提取信号的到达时刻和多普勒频偏。水下信标基阵进而可在系统同步周期内解算每个接收信标单元相对于水下航行体的径向速度和径向距离,实现目标的跟踪测速。仿真实验表明,该方法的跟踪相对误差控制在0.2%,测速相对误差控制在0.8 m/s。湖试试验结果表明,该方法跟踪相对误差控制在5%,测速相对误差控制在0.3 m/s。

基于波哥大轻轨供电系统的单车单程能耗分析

该文基于波哥大轻轨项目对供电系统仿真的单车单程能耗进行分析。由于车辆仿真中不含再生能耗的单车单程能耗不能满足合同要求,而直流仿真作为一种时域仿真无法单独得出单车单程能耗。因此,为了验证单车单程能耗,首先将合同要求的单车单程转换成再生能耗占总能耗的比例,然后通过分析建立高峰与平峰时刻的牵引直流仿真模型,最后通过对车辆总再生能耗占总能耗的比例证明单车单程能耗满足合同要求容量并得到国外监理批准。该文通过上述步骤对波哥大轻轨项目中单车单程能耗进行研究和梳理,以期为今后类似情况提供一种计算方案及相关案例依据。

甲醇合成单程转化率的影响因素的分析

甲醇合成作为关键化工工艺,其单程转化率却受限于现有装置,制约了整体生产效率。为此,本文深入研究了反应条件、催化剂及原料等因素对甲醇合成单程转化率的影响。通过实验与理论分析,发现适当提高反应压力、优化催化剂性能及原料配比,能有效提升单程转化率。特别地,新型催化剂展现出优于传统催化剂的性能。本研究结果对于指导甲醇合成生产工艺改进具有重要价值,有助于提升产业效率和经济效益。

地月空间星地双向单程测量高精度模型

针对使用星地双向单程测量技术实现给定场景下的地月空间高精度测量问题,建立了地月空间纳秒级星地时差解算模型与米级瞬时距离解算模型,定量分析了模型中各因素的量级,并对模型中收发时延、引力时延、定轨误差和大气延迟等多种因素引入的时差和距离估算误差进行了定量分析。仿真数据的处理结果校验了误差量级理论分析的准确性,时差估算的均方根误差优于7.6ns,瞬时距离估算均方根误差优于2.4 m。建立的模型可以对地月空间星地DOWR测量数据进行高精度处理,实现地月空间高精度时间比对,支持未来中国载人登月等任务及地月空间高精度导航技术。

基于单程波算子的全波场最小二乘偏移方法

传统偏移成像方法是建立在波场一次反射的假设条件之上,事实上,完整的地震成像来自于地下全波场(一次波和多次波)。为了能够利用全波场信息以提高成像质量,提出了基于单程波算子的全波场最小二乘偏移(FW⁃LSM)方法。首先,引入地层上、下界面反射系数和背景速度,推导了基于单程波算子闭循环延拓的全波场正演算子,模拟了平滑速度模型情况下的全波场信息;其次,在二范数意义下求解FW⁃LSM的误差泛函和梯度项表达式,构建基于反演框架的全波场最小二乘偏移方法;最后,针对透镜体与加入水层的Marmousi模型进行测试分析,验证了方法的有效性。研究表明:多轮次反演迭代压制了复杂波场产生的相干假象,多次反射波信息的利用显著改善了成像品质;该方法拓宽了地震成像的手段,尤其在多次波发育的海域地震资料处理中有着重要的作用和潜在的推广价值。

基于耦合反射/透射系数单程波传播算子的地震波模拟研究

单程波近似实际土是一种多次前向散射和单次后向散射近似.利用单程波近似来描述波传播可以极大地节省地震数值模拟的计算时间和内存,实现地震波长距离传播模拟和三维地震模拟快速计算.本文基于单程波近似和波动积分方程的分离变量逼近,从广义Lippmann-Schwinger波动积分方程推导出耦合反射/透射系数的单程波传播算子.该算子由两部分构成:分离变量Fourier单程波传播算子和薄板间的反射/透射系数表达.前者将常规的Fourier分裂步单程波传播算子(SSF)推广适应横向强速度变化介质和大角度传播波场.后者是利用垂直波数来表示反射/透射系数,自然耦合到波场传播的计算过程中,其为地质界面倾角的隐式表达,精确描述振幅随入射角的变化,能适应任意复杂的模型.通过两个数值算例和一个实际地质模型的计算,本文将该方法和边界元法进行了比较,结果表明:在算例给出的介质横向速度变化情况下,本文提出的方法在相位和振幅方面与全波数值方法基本吻合.

制糖工业单程蒸发罐的使用利弊分析——以缅甸某糖厂为例

在制糖工业中,清净车间蒸发罐不但是热力方案成败的关键,也是白砂糖色值指标的关键控制点,更是转化损失的重要控制点。各国制糖企业对蒸发罐的选型和自控系统装备均非常重视,配备了最强最先进的装备,但发现实际效果与设想仍有一定差距。文章针对缅甸某糖厂蒸发系统的实际使用情况,分析了蒸发罐工作状态、单程蒸发罐存在的弊端、单程蒸发罐与标准蒸发罐的区别,并论述了单程蒸发罐系统应用取得的成果与不足,以及蒸发自动控制逻辑、自动控制系统的应用,以期为制糖生产中蒸发罐的使用和改进提供参考。

基于照明补偿的单程波最小二乘偏移

最小二乘偏移是一种基于反射地震数据与地下反射率间线性关系而建立起来的地震数据线性反演方法,相比常规偏移成像具有更好的保幅性能.本文提出了一种基于照明补偿的单程波最小二乘偏移方法,首先利用单程波方程的稳定Born近似广义屏波场传播算子构建反射地震数据与地下反射率间的线性算子,然后再应用线性最优化方法求解最小二乘偏移所对应的线性反问题.在迭代求解最优化问题的过程中,以地震波场的地下照明强度作为迭代反演的预条件算子加快迭代的收敛速度.单程波传播过程中考虑了速度分界面产生的透射效应,并用单极震源代替常规偏移中的偶极震源.把本文提出的方法应用于层状理论模型和Marmosi模型地震数据的数值试验中均取得了理想的结果.

基于保真振幅单程波方程的叠前AVP成像方法

基于共聚焦点技术的叠前AVP(振幅随射线参数变化)分析与常规叠后反演方法相比优势明显,但传统通过褶积和互相关运算来实现的方法依赖于聚焦算子,而在复杂构造区走时计算困难且子波难以精确提取,从而导致了聚焦算子不准确,而且褶积和互相关运算会影响信噪比和分辨率,基于此,本文提出了基于保真振幅单程波延拓算法的叠前AVP成像方法.该方法利用保真振幅傅里叶有限差分延拓算法实现两步聚焦,分别生成共聚焦点道集和网格点道集,既充分利用了保真振幅延拓算法在振幅保持方面的优势,也可以发挥傅里叶有限差分方法对复杂构造区横向变速适应性强的优势,而且两步聚焦过程都不需要聚焦算子,从而解决了传统方法中走时计算和子波提取的问题.模型试算结果表明了方法的正确性和可行性,而针对实际地震资料的试处理结果与传统方法相比具有更高的信噪比和分辨率,表明了方法的有效性.该方法为复杂构造区油气检测提供了一种新的地球物理依据.

三维复杂构造中地震波模拟的单程波方法

复杂构造中单程波与双程波方法模拟结果的比较表明 ,就地震勘探中主要关心的一次反射波而言 ,单程波算法已具有足够的精度 .使用单程波方程将极大地减少数值计算的计算量 ,同时对介质的几何和物理参数建模也降低了要求 .单程波算法可视为深度偏移的“逆运算” ,这样可以很好地借用已知的深度偏移方法及其程序系统 .基于计算效率和计算精度的双重考虑 ,本文在介质速度结构较复杂时采用显式短算子波场延拓方法 ,而在介质速度结构相对简单时采用分裂步相移法 .

单程波方程偏移算子高阶辛格式

针对地震偏移算法中单程波算子中e指数项的近似 ,提出一种高阶辛格式算法 .与非辛格式的近似、一阶辛格式近似和两步法进行数值对比表明 ,文中提出的高阶辛格式具有更高的精度 .脉冲响应的计算也表明文中的近似方法具有降低频散效应和适应横向变速的能力 .用Marmousi模型验证了对复杂构造的成像的能力 ,实际资料计算表明本文方法适合于较大深度的稳定准确成像 .

转换横波共炮记录单程声波方程正演模拟

本文分别把分离的纵波和横波方程分裂为各自的两个单向旁轴方程（Ｊ．ＦＣｌｅａｒ－ｂｏｕｔ），然后用单程纵波和横波方程，结合相位移加有限差分混合波场延拓法（Ｄ．Ｒｉｓｔｏｗ），在共炮记录叠前深度偏移原理的基础上，借鉴几何地震学的射线法两点问题原理，提出合成转换Ｐ—ＳＶ波共炮记录的时间一致性原理和逆过程方法，从而推导出精确的转换Ｐ—ＳＶ波共炮记录正演模拟算法，由于单程延拓波场，可完全解决多次反射波问题。

VTI介质qP波广义高阶屏单程传播算子

本文从VTI介质弹性波波动方程入手,通过本征值方法及声学理论近似建立了VTI介质qP波频散关系方程,再根据介质扰动理论深入研究了VTI介质qP波广义高阶屏单程传播算子。将VTI介质参数场分解为均匀各向异性速度场、速度扰动场以及各向异性参数扰动场,这样qP波广义高阶屏单程传播算子就由背景介质波场自由传播项和各向异性扰动项两部分组成。背景场的计算在波数域完成,而非均匀各向异性扰动项(包括慢度扰动项、各向异性参数扰动项)在空间域计算。当各向异性参数横向变化较为剧烈时,采用高阶屏算子能提高单程qP波高角度传播精度。均匀各向异性介质和复杂各向异性介质模型脉冲响应试验表明:qP波广义高阶屏算子不仅在大角度传播时能够满足精度要求,而且能够适应任意强横向变速、强横向各向异性扰动时的情况,适用于复杂VTI介质qP波地震深度偏移。

界面起伏条件下反射/透射算子+单程波方程的地震波模拟方法

本文导出了一种由单程波方程利用反射/透射算子的可分表示方法模拟复杂介质中一次反射地震波的数值算法.文中利用算子可分表示理论将反射/透射算子分解成适合于双域(空间域和波数域)运算的表达形式,使得本文得到的地震波数值模拟算法可适应于一定程度横向非均匀介质和界面起伏情况,在入射角小于45°时能够准确模拟振幅随入射角(AVA)的关系.就模拟一次反射地震波而言,与前人研究的双程波动方程伪谱法地震波模拟相比,本文算法具有足够高的模拟精度,且计算效率成倍地提高.

角度域叠前时间偏移:非均匀介质中的单程波方法

从单程波方程出发,推导出角度域叠前时间偏移的走时、入射波与反射波夹角、成像幅值计算方法;构建了可直接生成角度域成像道集的叠前时间偏移方法与偏移流程.文中定量分析了速度梯度对走时、角度、幅值的影响,给出了可更好考虑介质非均匀性的角度、幅值计算方法.理论模型以及实际数据验证了本文方法的有效性.

粘弹性介质单程波法非零偏移距地震数值模拟与偏移

地震资料分辨率降低,得不到深层介质的精确信息实际上是由于大地吸收效应的影响.同时与双程波动方程相比单程波动方程避免了多次波的干扰并且计算效率高、占用内存少.本文首先基于开尔芬粘弹性介质模型将品质因子与单程波分步傅立叶法波场延拓算子相结合,实现了粘弹性介质波场延拓,从而将单程波弹性介质波场延拓推广到了粘弹性介质.然后在定位原理,数学检波器原理以及等时叠加原理的基础之上实现了粘弹性介质非零偏移距叠前正演模拟.最后将数值模拟得到的正演记录进行弹性偏移和粘弹性偏移并进行对比分析.通过数值算例可以看出,粘弹性介质叠前正演深层的反射波能量减弱,同相轴变粗,频带变窄,主频减小,分辨率降低;粘弹性偏移不但实现了振幅的恢复,而且同时偏移剖面的垂向空间分辨率也得到了提高.

基于GPU的三维起伏地表单程波叠前深度偏移

相对于双程波逆时偏移,单程波叠前深度偏移具有计算效率高、高频信息保持好且易于提取成像道集等优势,适用于我国陆上高陡构造不甚发育探区。为满足陆上复杂地表三维探区海量地震数据成像的需求,发展了基于GPU平台的三维起伏地表裂步傅里叶(Split-Step Fourier,SSF)叠前深度偏移技术,并引入了单程波偏移的相位校正技术以及基于分布式炮域成像结果的偏移距域道集并行提取技术。陆上复杂断块及缝洞探区实际资料成像试处理表明:基于GPU的三维起伏地表单程波叠前深度偏移成像方法不仅计算效率高,而且能较为准确地刻画复杂断块及缝洞储集体,在横向变速不太剧烈及陡倾构造不甚发育的探区具有很高的应用价值。

真振幅全倾角单程波方程偏移方法

常规单程波方程偏移方法不能保持声波波场的传播振幅,大倾角的波场振幅被削弱,同时,波场的传播受到90°倾角的限制。针对这些问题.提出了真振幅全倾角单程波方程偏移方法。该方法首先向下延拓激发波场和接收波场,然后再将回转波场向上传播,从而将波场的传播角度范围拓宽到0°～180°,可以对任意倾角的构造进行成像,并通过引入真振幅校正项加强了大倾角结构的成像。将常规单程波方程偏移方法和真振幅全倾角单程波方程偏移方法应用于墨西哥湾地区复杂盐丘模型和实际资料,结果显示,盐丘的陡倾角侧翼边界在常规单程波偏移中不能得到很好成像,经过全倾角单程波方程偏移处理后被清晰地显示出来。真振幅全倾角单程波方程偏移方法的计算量大约是常规方法的两倍。

星间单程伪距联合监测站数据确定北斗三号卫星轨道和钟差

提出利用原始单程星间伪距数据联合地面监测站载波相位和伪距数据同时确定北斗卫星轨道和钟差的方法。该方法引入时间窗概念,用多项式表示卫星钟差,从而能够直接对非同时观测的原始单程伪距数据进行平差处理。收集中国境内的6个iGMAS监测站和星间测距数据对北斗三号卫星进行轨道和钟差确定试验。结果表明,轨道重叠段互差在R、T和N方向的RMS分别为0.078、0.321和0.375 m,钟差重叠段互差的RMS和STD分别达到0.589和0.519 ns。相比于仅用国内监测站数据的结果,轨道和钟差的改进幅度分别超过80%和60%。星间链路单程伪距残差的平均RMS为0.083 m,星间链路信号发射和接收设备时延偏差估值的平均稳定度分别为0.53和0.72 ns。