[發明專利]基于網格搜索和牛頓迭代的微震震源定位聯合反演方法

有效

• 申請號: 201410229584.X
• 申請日: 2014-05-28
• 公開（公告）號: CN104076392A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 鄭晶;彭蘇萍;姜天琪;梁喆
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學(北京)
• 主分類號: G01V1/28
• 分類號: G01V1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于網格搜索的牛頓反演定位方法，其特征在于，包括網格搜索部分和牛頓法部分，其中所述網格搜索部分包括：?

步驟一：對于實行微地震觀測的區域，在三維空間中，進行網格體的劃分，確定每一個維度的坐標值的值域，以及劃分的格數；?

步驟二：建立代價函數t(x)；?

步驟三：將每一個網格上的點的坐標，代入到目標函數中去，得到相對應的目標函數值；?

步驟四：將每個點所對應目標函數的值代入到卡方分布的概率密度函數中，得到每個點對應的卡方分布密度函數值，并以此值作為權重；?

步驟五：得到每一個坐標點所對應的權重之后，將每一個維度的坐標進行加權求和，最終得到發震地點的位置x^(k)；?

所述牛頓法部分包括：?

步驟六：令目標函數為f(x)在x^(k)位置上進行二階Taylor級數展開；?

步驟七：對于目標函數進行了二級近似后，對新的目標函數求一次導數；?

步驟八：得到迭代公式，求得結果。?

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟一中，對所述網格體的劃分包括：首先設定監測區域的大小，然后設定網格的大小，通過對劃定的區域進行網格的劃分，從而得到劃分的點的個數。?

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟二中，通過發震地點、儲層速度，即地震波旅行時的函數關系來確定所述代價函數的建立，具體形式為:?

其中t_i是地震波的旅行時，x_i,y_i,z_i,t_i是每一個檢波器所在的空間位置以及每一個檢波器所得到的地震波的到時差，n是檢波器的個數，ρ_T是一個常數。v是地下介質速度。?

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟三中，每一個經過網格劃分得到的點的位置都會對應一個(x,y,z)的空間坐標，將每一個點的(x,y,z)的空間坐標代入到所述步驟二中的目標函數，得到目標函數值。?

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟四中，將每個點所對應的所述目標函數的值代入到卡方分布的概率密度函數中，其中卡方分布的密度分布函數的具體形式：?

其中，n是檢波器的個數，t是每一個點對應的代價函數值，得到每個點對應的卡方分布密度函數值，并以此值作為權重。Γ的具體形式為：?

公式中e為自然數。?

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟五中，得到每一個坐標點所對應的權重之后，將每一個維度的坐標進行加權求和，最終得到發震地點的大致位置x^(k)。?

7.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟六中，令所述目標函數f(x)在x^(k)位置上進行二階Taylor級數展開，具體為：，?

其中，x是待求未知量組成的向量，?

為函數在x^(k)的梯度，?

Δx^(k)T＝[Δx₁^(k)?Δx₂^(k)?…?Δx_N^(k)]是模型參數的改正向量，?

H^(k)為黑塞矩陣，它的具體數學表達式為：?

N為未知數的個數，?

所述目標函數為：

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟七中，對于目標函數進行了二級近似后，對新的目標函數求一次導數，由

最終得

9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述步驟八中，所述迭代公式為?再令k＝k+1。?

其中k為迭代次數，H^(k)是目標函數在x^(k)處的黑塞矩陣，同理為目標函數在x^(k)處的梯度。?

設置迭代停止標準，當達到標準時，停止迭代，得到結果，如果沒有達到迭代標準返回到所述步驟六。?