[發明專利]拖曳式海洋電磁地層電阻率與接收站位置聯合反演方法

有效

• 申請號: 202010774922.3
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111856597B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 羅鳴;李予國;吳云具;劉浩;朱宇啟;楊雯
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01V3/38
• 分類號: G01V3/38
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

1.拖曳式海洋電磁地層電阻率與接收站位置聯合反演方法，其特征在于，包括：

S1、讀取并轉換參與反演的海洋可控源電磁場數據，所述數據包括電磁場實部與虛部數據、振幅與相位數據、極化橢圓長軸與短軸參數；

S2、設置聯合反演執行參數，所述參數包括反演最大迭代次數、目標擬合差、最大迭代步長、步長比例系數、懲罰函數類型、正則化衰減系數；

S3、設置聯合反演初始模型參數，所述參數包括背景層電阻率參數、厚度參數、觀測系統參數；

S4、構建各向異性電阻率和接收站位置參數聯合反演目標函數；

S5、求取電磁場關于各向異性電阻率和接收站位置參數的雅各比矩陣和海森矩陣；

S6、基于反演參數特性自適應計算正則化因子；

S7、求取模型更新量；

S8、計算反演迭代模型的目標函數擬合差；

S9、判斷是否滿足反演要求，若滿足則轉向S10，若不滿足則轉向S5；

S10、輸出最終反演模型；

構建各向異性電阻率和接收站位置參數聯合反演目標函數為：

式中，φ為反演算法的目標函數；m為模型反演參數向量，其包括海底各向異性電阻率參數m_ρ和接收站的位置參數m_P，即m＝m_ρ+m_P；為模型參數向量的梯度；||·||為標準差算子；d為反演使用的觀測數據向量；W_d為數據加權矩陣；W_m為模型加權矩陣；F(m)表示模型m的正演響應算子；μ_ρ和μ_p分別為反演模型中海底各向異性電阻率參數m_ρ和接收站位置參數m_P的正則化因子；

求取雅各比矩陣J_i的方法為：

其中，i為第i次反演迭代；J_i為正演響應F(m)的雅各比矩陣；ρ＝(ρ_h，ρ_v)為地層的各向異性電阻率分布，P＝(x，y)為接收站位置參數；

求取海森矩陣H_i的方法為：

其中，i表示第i次反演迭代次數。

2.如權利要求1所述的拖曳式海洋電磁地層電阻率與接收站位置聯合反演方法，其特征在于，所述自適應正則化因子按照如下公式確定：

式中，i表示第i次反演迭代；μ_i為正則化因子；Max|·|為求取矩陣絕對值最大的元素；a_mj為矩陣乘積[(W_dJ)^T(W_dJ)]的元素；M為矩陣乘積[(W_dJ)^T(W_dJ)]的維度；χ為衰減系數；λ為反演模型海底地層的橫向電阻率ρ_h、垂向電阻率ρ_v和接收站位置參數(x，y)的加權因子，采用以下公式確定：

其中，α為比例系數，m為反演模型參數。

3.如權利要求1所述的拖曳式海洋電磁地層電阻率與接收站位置聯合反演方法，其特征在于，基于反演參數計算模型參數更新量的方法為：

其中，Δm為下一次迭代的模型參數更新量，i為第i次反演迭代，H_i為海森矩陣，g_i為目標函數的梯度。

4.如權利要求3所述的拖曳式海洋電磁地層電阻率與接收站位置聯合反演方法，其特征在于，求取目標函數的極小值的方法為：

其中，i為第i次反演迭代，J_i為雅各比矩陣。