[发明专利]一种用于水力走时和水力信号衰减反演计算的改进方法

权利要求书

1.一种用于水力走时和水力信号衰减反演计算的改进方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，设置容忍值、初始值x^init和迭代终止准则；

第二步，开始第k次迭代，设初始值x⁽⁰⁾＝x^init，等号左侧上标为当前迭代数k，k为自然数，使用射线追踪技术并遵循费马最小走时原理，从x^(k)构造出矩阵A^(k)，并求得b^(k)＝A^(k)x^(k)，此处b^(k)表示第k次迭代后模拟路径上水力压力信号走时；A^(k)是m行n列矩阵，记录压力信号传播路径信息，x^(k)是n维慢度向量，x^(k)代表着水力扩散系数的分布；

第三步，计算残差Δb^(k)＝b-b^(k)，向量b记录了观测到的水力压力信号走时，如果满足判定条件：残差小于容忍值或者超过设定的迭代次数，则算法终止并输出结果x^(k)，否则进入第四步；

第四步，在残差的基础上通过公式#(1)构造迭代修正量Δx^(k)，

此处，矩阵其中a_i，i范围为0～m，代表A^(k)第i个行向量，表示矩阵A^(k)的转置即中第i行j列元素等于A^(k))中的第j行i列元素，m是A^(k)的行数，λ_k是松弛因子，变换得到公式#(2)：

此处，表示Δb^(k)的转置，即中第i行j列元素等于Δb^(k)中的第j行i列元素；

第五步，使用迭代修正量设置第k+1次迭代的初始值：x^(k+1)＝x^(k)+Δx^(k)，转入第二步，开始第k+1次迭代。

2.根据权利要求1所述的一种用于水力走时和水力信号衰减反演计算的改进方法，其特征在于，第一步包括，在缺少含水层扩散系数分布信息时，将初始分布设置为均质分布，即x^init内每个分量大小相同。

3.根据权利要求1所述的一种用于水力走时和水力信号衰减反演计算的改进方法，其特征在于，第三步中，选择固定的迭代次数作为迭代终止准则。

4.根据权利要求3所述的一种用于水力走时和水力信号衰减反演计算的改进方法，其特征在于，判定条件为：残差超过固定的迭代次数，则算法终止并输出结果x^(k)。

5.根据权利要求1所述的一种用于水力走时和水力信号衰减反演计算的改进方法，其特征在于，随着迭代次数k的更新，x^(k)也随之更新，并导致矩阵A^(k)发生相应的改变，所以将λ_k设置为与迭代次数有关的活动参数能更大限度的保证算法的收敛性。

6.根据权利要求1所述的一种用于水力走时和水力信号衰减反演计算的改进方法，其特征在于，为了评估模拟路径上水力压力信号走时和观测到的水力压力信号走时之间的相对误差，引入残差R(R代表Residual)，

其中是第k次迭代内第i个模拟路径上水力压力信号走时，t_i是第i个观测到的水力压力信号走时。

7.根据权利要求1所述的一种用于水力走时和水力信号衰减反演计算的改进方法，其特征在于，取前50次迭代中残差收敛子列中残差最小的迭代为标准迭代，对应的反演结果为标准反演结果。