[发明专利]一种基于匹配滤波的探地雷达全波形反演方法

权利要求书

1.一种基于匹配滤波的探地雷达全波形反演方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：建立探地雷达全波形反演的真实模型；

步骤二：基于真实模型进行正演运算并抽取道集，获得观测雷达数据，该数据相当于实际工程中采集到的雷达数据；

步骤三：建立探地雷达全波形反演的初始模型并设定反演终止精度；

步骤四：基于初始模型进行正演运算并抽取道集，获得理论雷达数据；

步骤五：构建改造雷达波形的滤波算子；

步骤六：利用滤波算子对理论雷达数据进行改造；

步骤七：构建目标函数；

步骤八：分别求取介电常数和电导率的梯度；

步骤九：确定步长并更新模型；

步骤十：将步骤九中得到的模型作为新的初始模型，重复步骤四到九直到反演结束，获得最终的反演模型。

2.根据权利要求1所述的基于匹配滤波的探地雷达全波形反演方法，其特征在于：所述步骤一中，真实模型为部分marmousi模型，并根据介电常数和电导率的数值变化范围进行赋值。

3.根据权利要求1所述的基于匹配滤波的探地雷达全波形反演方法，其特征在于：所述步骤二中，正演运算采用基于交错网格的时间域有限差分法进行数值模拟，边界采用完全匹配层边界条件。

4.根据权利要求1所述的基于匹配滤波的探地雷达全波形反演方法，其特征在于：所述步骤三中，初始模型是经平滑处理后获得。

5.根据权利要求1所述的基于匹配滤波的探地雷达全波形反演方法，其特征在于：所述步骤五中，滤波算子的构建基于最小二乘法，将滤波算子作用于模拟数据D_cal，并使作用后的数据与基于真实模型的观测数据D_obs之间差异最小，即可得到理想的滤波算子f。

6.根据权利要求1所述的基于匹配滤波的探地雷达全波形反演方法，其特征在于：所述步骤七中，目标函数用二范数形式表示，形如其中D_calf表示滤波后的模拟数据。

7.根据权利要求1所述的基于匹配滤波的探地雷达全波形反演方法，其特征在于：所述步骤八中，分别对目标函数求取关于介电常数和电导率的一阶导数，其梯度通式可表示为其中，m＝(m₁，m₂),m₁和m₂分别为介电常数和电导率，T表示转置，A为稀疏算子，Δd为滤波后的模拟数据和观测数据之差。

8.根据权利要求1所述的基于匹配滤波的探地雷达全波形反演方法，其特征在于：所述步骤九中，所述步长的选择使用非单调线搜索方法。