任意界面下的整体迭代射线追踪方法研究

研究了一种适用于任意界面下射线追踪的新方法——整体迭代射线追踪法。首先,从射线在整条路径上满足Fermat原理出发,通过采用一阶Taylor展开等办法,推出一个求取射线校正量的正定三对角矩阵方程,从而实现整条射线路径的整体迭代计算。当整条射线路径上的校正量达到一定的精度要求时,认为射线追踪过程结束。模型计算表明,本方法计算速度快,其精度可根据需要来确定。为任意界面的地震层析成像提供了一种有效的射线追踪方法。

三维结构下逐段迭代射线追踪方法

高尔根 ,徐果明 ,蒋先艺 ,罗开云 ,刘同庆 ,谢端 ,史进良 .三维结构下逐段迭代射线追踪方法 .石油地球物理勘探 ,2 0 0 2 ,37(1) :11～ 16本文基于 Snell定律和 Fermat原理对三维任意界面情况下的两点间射线追踪问题进行了研究。文中采用一阶不完全 Taylor展开等方法 ,推导出一个适用于三维介质分布情况下计算反 (折 )射点的 2× 2阶正定矩阵 ;从任意给定的初始路径出发 ,对射线路径进行逐段迭代计算 ,当整条射线路径的校正量之和满足一定的精度要求时 ,迭代计算过程结束 ,以最后一次迭代计算所得的射线路径作为最终的三维射线路径 ,进而实现三维结构下射线追踪计算。模型计算结果表明 ,该方法计算速度相当快 。

一种任意界面的逐段迭代射线追踪方法

本文根据同一条射线路径上满足相同射线参数的原理，首先采用一个适合于任意界面情况下计算反（折）射点的一阶近似公式，从任意给定的初始路径出发进行逐段迭代计算，求出界面上的反（折）射点。然后以求出的射线路径为基础，按上述方法逐段求取下一界面的反（折）射点，直到终点得到整条射线为止。当整条射线路径上的界面反（折）射点的修正值达到精度要求时，则认为射线追踪结束。通过模型计算表明，本方法的计算速度比“打靶法”提高了一个数量级，其精度可以根据需要来确定。本方法无射线盲区，为任意界面的地震层析成像提供了一种准确、快速的方法。

三维层状地质结构下整体迭代射线追踪法

作者在文中对三维任意界面情况下的两点间射线追踪问题进行了研究 ,从 Fermat原理出发 ,对射线路径上的旅行时 ,采用一阶 Taylor不完全展开等办法 ,推出了三维情况下计算射线路径的整体迭代算法。并通过模型计算证明了本方法的稳健性以及计算的高精确度和高效率。为三维结构下地震偏移和层析成像提供了一种可行的射线追踪方法。

三维介质中探地雷达(GPR)波传播逐段迭代射线追踪方法研究和应用

基于F erm at原理和Sne ll定理对三维任意界面情况下的两点间GPR波传播射线追踪问题进行了研究,采用了一个适用于任意界面情况下计算反(折)射点的一阶近似公式,从任意给定的初始路径出发进行逐段迭代计算,给出了三维逐段迭代射线追踪算法的计算格式,并进行了三维介质下射线追踪计算。结果表明计算速度相当快,且其计算精度可以根据需要达到任意要求。在此基础上,根据雷达波传播规律,考虑每一段的能量损失。根据地质雷达的发射子波,最终获得三维介质中雷达波传播和接收记录。并将结果应用于实际剖面拟合中,提高了解释的精度。

三维非均匀地质模型中的逐段迭代射线追踪

地震射线追踪是地震定位、层析成像、偏移等领域的重要正演环节.随着这些领域研究的深入,针对传统的网格结构和层状结构在描述复杂地质模型遇到的很大困难,我们采用大小不等、形状各异的地质块组成的集合体来描述三维复杂地质模型,并用三角形面片来描述地质块之间的物性间断面,理论上可以描述任意复杂的地质模型.为适应任意非均匀速度分布的地质模型,基于费马原理,本文发展了与之相适应的逐段迭代射线追踪方法.该方法属于弯曲法范畴,对路径点采用一阶显式增量修正,相对于传统的迭代法,高效省时.数值试验表明,联合逐段迭代法和伪弯曲法的射线追踪扰动修正方案在三维复杂非均匀块状模型中有适用性和高效性.

一种层状介质条件下射线的全路径迭代追踪法

从射线在整条路径上满足Fermat原理出发 ,采用一阶Taylor展开等办法 ,推出一个适用于任意层状地质结构下近似求解射线路径的对称正定三对角矩阵方程 ,通过求解该方程并结合迭代技术 ,从而实现对整条射线路径的全路径迭代计算。模型计算表明 ,本方法对于任意复杂结构和随机速度分布情况 ,其计算速度比传统的打靶法快 ,精度可根据需要预先确定 。

基于逐步迭代和中垂线点搜索的三维射线追踪算法

在对压裂诱发微地震或天然微地震监测领域中,以地震射线追踪为主的正演环节直接影响震源定位质量以及计算效率。针对微地震监测特点,基于逐步迭代和中垂线点搜索法提出了一种新的三维追踪算法。该方法具有独特的灵活性与高效性。

三维非均匀地质模型中的逐段迭代射线追踪

针对于地形的射线分析在实际的生活中具有重大的意义,比如对地震的射线追踪就是地震定位研究等领域的重要组成部分,传统的射线追踪方法有着效率不高,且比较消耗时间的弊端,而新的逐段迭代射线追踪可以对这些弊端进行有效地解决。本文针对复杂的三维非均匀地质模型,对逐段迭代的射线追踪方法进行了简要的分析。

基于迭代稀疏分解的介损角测量方法

非同步采样及现场噪声对介损角的精确计算有较大影响,为此,提出了一种基于迭代稀疏分解的介质损耗角测量方法。利用匹配追踪能够将输入信号表示成少量特征明显的信号分量和形式,进而寻找与信号基波相匹配的最优原子即得到基波相位,从而提高介损角计算精度的目的。通过仿真实验,在基波频率发生变化、介损角真值发生变化、谐波所占比例不同、不同比例的噪声等情况下,采用文中方法、加Blackman自卷积窗结合三谱线插值法和加Hanning窗插值高阶正弦拟合法计算得到介损角测量结果,并作对比分析。实验结果表明:基于文中所提方法计算结果精度高,能有效克服频谱泄露及栅栏效应的不足。

基于体弹跳射线法的等离子体目标散射建模技术研究

针对非均匀等离子体包裹目标的电磁散射问题,提出了一种基于体射弹射线法的建模技术,重点研究电磁波在介质体中的传播特性及散射分析方法。针对在介质体中透射与反射射线数据量激增的问题,提出了基于迭代追踪加速技术以此提高体介质散射中透射反射射线的追踪效率。仿真实例表明,与传统弹跳射线法相比,体弹跳射线法能更快速准确地计算出等离子体目标的散射特性。采用所提出的技术研究了等离子体鞘套对阿波罗号返回舱雷达散射截面积的影响,验证了等离子体对目标雷达散射截面积有一定缩减作用。

混凝土结构损伤检测中的射线追踪正演方法

研究了混凝土结构最短路径射线追踪方法.该方法采用二阶段射线追踪,第一阶段初选射线路径,第二阶段根据Fermat原理,采用一个适合于水平(垂直)层状界面情况下的一阶近似公式计算反射或折射修正点,然后从任意给定的初始路径出发进行逐段迭代计算,对初选射线路径进行校正分析确定最终射线路径.结合损伤混凝土梁试验,探讨了损伤混凝土叠加偏移处理时射线追踪模型正演技术的作用,用c++语言编制了程序,并设定了含有缺陷的二维速度模型来验证,结果表明,该方法追踪速度快,追踪到的路径很接近实际.

改善的最短路径射线追踪方法

对求出的射线路径进行整体优化,以减小对出射角离散化所产生的误差,从而减小最小旅行时和射线路径的误差。文章对射线路径优化过程进行了推导;根据问题的特点提出了最短射线路径的优化循环迭代算法,提高了算法的效率和稳定性;通过理论模型验证了最短射线路径优化循环迭代算法的可行性,比较了优化最短射线路径法与最短射线路径法之间的区别。

基于波场上传试射的三维射线追踪方法

传统的试射方法难以解决每一个炮检对存在多条射线的问题,而且每一次观测系统变化都需要进行试射和迭代的完整流程。基于波场上传试射的三维射线追踪方法,其基本思想是通过目标层控制点进行波场上传试射,并基于目标层针对每一个炮检对进行迭代,从原理上解决了每一个炮检对存在多条射线的问题,提高了CRP统计数据的准确度。同时,只要模型不变化,则试射结果一直有效;只要观测系统的炮位置不变化,则炮点到目标层控制点计算结果一直有效,提高了三维射线追踪的计算效率。数值模拟结果表明了该算法的有效性。

三维场地波动传播的快速射线追踪法

本文基于Ｓｎｅｌｌ定律和Ｆｅｒｍａｔ原理对三维场地任意界面情况下的两点间射线追踪问题进行了研究，从同一条射线满足相同的射线参数出发，推得一个适用于任意界面情况下计算反（折）射点的一阶近似公式。结合迭代技术，给出了三维场地条件下射线追踪迭代算法的计算格式，并进行了三维场地射线追踪模拟计算。计算表明：计算速度相当快，且其计算精度可以根据需要满足要求。

基于体元模型的三维VSP射线追踪

本文基于费马原理,利用全路径迭代算法实现体元模型中的三维VSP两点射线追踪。体元模型由块体组成,块体之间界面采用连续函数或离散点插值表示。射线追踪过程中先对中间路径点给一初始值,通过迭代求解有关路径修正量的矩阵方程,得到满足精度的路径点信息。文中对三维VSP观测系统采集进行正演,并针对目的层的反射P波和P-SV波射线追踪结果说明该方法对块体模型的适应性,射线追踪精度可根据研究问题的需要确定,可作为三维VSP观测系统参数优化设计的辅助手段。

采用快速贝叶斯匹配追踪的单视图X射线发光断层成像

为了缓解单视图X射线发光断层成像中出现的不适定性问题,提出了一种结合区域迭代收缩策略的快速贝叶斯匹配追踪方法。该方法将贝叶斯模型和贪婪算法相结合,可以从较少的观测值中高效快速地恢复稀疏信号。为了进一步提高重建精度,将快速贝叶斯追踪与区域迭代收缩策略结合,简化了自适应有限元方法在网格划分和系统矩阵构建方面的复杂性,在缩减因子迭代缩小可行区域的同时,缓解了X射线发光断层成像逆向题求解中的病态性。为评估该方法的有效性,设计了仿真实验与真实物理仿体实验。仿真结果表明,本文方法在加快重建速度的同时,显著提高了纳米发光目标的定位精度和发光产额的定量结果,它们分别为0.73mm和0.79μg。真实物理仿体实验进一步验证了该方法在实际单视图X射线发光断层成像中的可行性。

基于MOSER曲射线追踪的SIRT声波层析成像

分析和讨论了基于图论的MOSER曲射线追踪的原理和方法,对两个典型的低速断层和高速岩脉构造进行了正演模拟,给出了MOSER方法的网格节点的划分、追踪路径的选取准则。利用正演模拟的计算旅行时,采用了SIRT方法进行层析成像反演,取得了较为满意的重建结果图像。

硬X射线调制望远镜直接解调成像方法快速实现

针对硬X射线巡天望远镜具有的18个探测器的设计,本文给出了直接解调成像方法快速实现的两个途径。一是根据点扩展函数值中有大量零元的事实,给出了基于点扩展函数值的非零元的Lucy迭代计算和存储方法;二是将直接解调成像方法中Lucy迭代改为观测数据按一定方式分组排序的Lucy迭代。数据实验表明,本文方法大幅度提高了直接解调成像的速度。

复杂介质的三维块状模型快速射线追踪

三维复杂介质的射线追踪,是目前在生产实际中应用最广泛的正演模拟技术。这里采用了块状结构的建模方法构造复杂三维地质体,以试射法作为射线追踪的基本算法。在试射过程中,引入了聚类的基本思想进行聚类加密,提高了射线追踪的效率。为了得到光滑连续的地层曲面,采用基于方位角的平滑处理对曲面进行平滑,可以进一步提高三维射线追踪的计算速度。同时,通过对迭代算法的改进,能够保证复杂模型的快速射线追踪。实际地质模型的射线追踪结果证明,改进后的射线追踪方法能够有效地提高复杂介质三维模型的射线追踪速度。