一阶Rytov近似有限频走时层析

• 作者: 冯波 王华忠 罗飞
• 来源期刊: 地球物理学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: Rytov近似 有限频走时敏感度核函数 波动方程走时层析 初至波 隐式矩阵向量乘 Gauss-Newton方法
• 年，卷（期）: 2019,（6）
• 所属期刊栏目: 应用地球物理学
• 页码范围: 2217-2226
• 页数: 10页
• 分类号: P631
• 字数: 6826字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6038/cjg2019M0311

摘要

传统的波动方程走时核函数(或走时Fréchet导数)多基于互相关时差测量方式及地震波场的一阶Born近似导出,其成立条件非常苛刻.然而,地震波走时与大尺度的速度结构具有良好的线性关系,对于小角度的前向散射波场,Rytov近似优于Born近似.因此,本文基于Rytov近似和互相关时差测量方式,导出了基于Rytov近似的有限频走时敏感度核函数的两种等价形式:频率积分和时间积分表达式.在此基础之上,本文提出了一种隐式矩阵向量乘方法,可以直接计算Hessian矩阵或者核函数与向量的乘积,而无需显式计算和存储核函数及Hessian矩阵.基于隐式矩阵向量乘方法,本文利用共轭梯度法求解法方程实现了一种高效的Gauss-Newton反演算法求解走时层析反问题.与传统的敏感度核函数反演方法相比,本文方法在每次迭代过程中,无需显式计算和存储核函数,极大降低了存储需求.与基于Born近似的伴随状态方法走时层析相比,本文方法具有准二阶的收敛速度,且适用范围更广.数值试验证明了本文方法的有效性.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王华忠	同济大学海洋与地球科学学院	107	2485	26.0	45.0
2	罗飞	同济大学海洋与地球科学学院	2	3	1.0	1.0
3	冯波	同济大学海洋与地球科学学院	95	597	13.0	19.0