[发明专利]二维复杂结构三角网射线追踪全局方法

权利要求书

1.二维复杂结构三角网射线追踪全局方法，其特征在于：二维复杂结构三角网射线追踪全局方法是以波行面代替波前面，波行面的扩展、波的传递通过一个三角单元与其相邻三角单元的“振动”传递进行，遇回转波，会自行向后传递，无需另行“收缩”，各节点的次级源确定和最小走时计算在波行面扩展过程中实现，其计算方法按以下步骤进行：

a)将二维复杂结构区域，用慢度分块均匀的三角形模型将介质参数化，在三角形单元的边界上设置节点，同时设置各节点之间的拓扑关系，

b)设源节点的走时为零，除源节点外的其他节点的走时为无穷大，将源节点所在的三角形纳入波行面三角单元数组或优先队列，并使源节点所在的三角单元处于激活状态，作出存在于波行面数组的标志，

c)在波行面三角单元数组中查找处于激活状态的三角单元中的最小走时节点，确定这一节点所在三角单元，将此三角单元作为当前三角单元，如果这一节点是多个三角单元的公共节点，选其中一个三角单元即可，其它三角单元会自行遍历，将这个最小走时的当前三角单元及其相邻三角单元纳入波行面三角单元数组，并做出存在于波行面数组的标志，以便于不多次存入波行面三角单元数组中，

d)从最小走时三角单元的最小走时节点开始，计算、比较当前最小走时三角单元每个节点的旅行时间，并确定各节点的次级源，计算公式如下：

在最小走时三角单元中，设ss点是波前节点，rr节点是ss的某一邻域点，它们的坐标分别为(x_ss，y_ss)和(x_rr，y_rr)；(x_rs，y_rs)为rr节点次级源的坐标；t_ss为ss节点的走时；t_rr为rr节点的走时；v为三角单元的速度；t_sr为波从ss节点以本三角单元速度v沿直线传播到rr节点所需的时间：

tsr=[(xss-xrr)2+(yss-yrr)2]12/v---(1)]]>

于是可以求出rr节点的走时及相应的次级源节点坐标，即当(t_ss+t_sr)＜t_rr时，有

trr=tss+tsrxrs=xssyrs=yss---(2)]]>

在一个三角单元内计算节点走时时，从这个三角单元走时最小的节点ss开始，然后让ss遍历本三角单元的所有节点，本三角单元的节点走时计算才算完毕，但各节点走时不一定就是最小走时，只有当ss经历所有波前点时，t_rr才变成最小走时，(x_rs，y_rs)才是真正次级源坐标；这里的次级源是用节点近似表示的，波前邻域点的走时表示为波前点走时加上波前点到波前邻域点局部走时之和，相当于把波前面看成是一系列离散点次级源，实际上到达每一节点的波如果不正好是从网格上的波前点发出，而是从网格点之间的点发出，这样局部走时和次级源位置应按以下公式(3)和(4)进行修正；

要计算三角形单元某一边上的节点E的最小走时和次级源的位置，假定E的次级源在三角形单元另两条边的某边的三个相邻节点A、B、C之间的D点，设A点为局部原点，D点的走时函数表示为t(x)，x为AC方向上局部一维坐标，设E在AC方向上的局部坐标为x_E，垂直AC方向的距离为d，则经AC线上任一点x到达节点E的走时为

tE=t(x)+[(x-xE)2+d2]12/v---(3)]]>

v为三角单元内的速度，令x在AC之间变化时，t_E取极小，可求出波前点即次级源点D的局部坐标x_D：

{xD=x:tE=minx∈(A,C)[t(x)+((x-xE)2+d2)12]/v}---(4)]]>

若A、B、C3点的局部坐标为x_A、x_B、x_C，3点的走时为t_A，t_B，t_C，则用双曲线近似计算AC上任一点走时

t(x)={tA2[(x-xB)(x-xC)]/[(xA-xB)(xA-xC)]+]]>

tB2[(x-xA)(x-xC)]/[(xB-xA)(xB-xC)]+---(5)]]>

tC2[(x-xA)(x-xB)]/[(xC-xA)(xC-xB)]}1/2]]>

e)再计算、比较最小走时三角单元的相邻三角单元节点的旅行时间及确定各节点的次级源，当相邻三角单元节点走时有变化时，将这一相邻三角单元作出激活标志，

f)再一次计算、比较当前最小走时三角单元节点旅行时间，当当前最小走时三角单元各节点走时无变化时，对当前最小走时三角单元作出“休眠”标志，回到第c)步，当当前最小走时三角单元各节点走时有变化时，对当前最小走时三角单元作出“激活”标志，回到第c)步，当所有波行面的节点走时都不再变化时且波行面中所有的三角单元均处于“休眠”状态，波行面扩展完毕，

g)从接收点开始，根据各节点走时及次级源信息，进行向源检索，拾取从接收点到源点的射线路径。

2如权利要求1所述的二维复杂结构三角网射线追踪全局方法，其特征在于：所述的波行面是指二维平面内，由波源点及某一时刻波到达的每个节点构成的平面。

3如权利要求1所述的二维复杂结构三角网射线追踪全局方法，其特征在于：所述的源节点是指激发源点。

4如权利要求1所述的二维复杂结构三角网射线追踪全局方法，其特征在于：所述的相邻三角单元是指与一个三角单元顶点或边相关的所有三角单元。