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在电离层层析成像过程中,联合迭代重构算法是一种常用的反演算法.然而,该算法迭代收敛较慢,反演结果精度不高.为此,本文发展了一种自适应的联合迭代重构算法,该算法利用上一轮的电离层电子密度反演结果,自适应地调整松弛因子和加权参数.通过模拟数据和实测数据对该算法的反演结果进行了验证,并将得到的反演结果与电离层测高仪数据进行了比较,结果表明,该算法能够有效地反演电离层电子密度,且反演结果精度优于常用的联合迭代重构算法. 相似文献
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区别于以往GPS电离层层析研究主要关注迭代模型的思路,本文从两方面入手提高GPS电离层层析迭代算法的反演精度:一方面,顾及传统电离层层析迭代模型仅与对电子密度误差起放大作用的GPS射线截距权重相关的不足,提出考虑层析像素格网中的电子密度对GPS TEC的贡献建立新的迭代模型,在不同电子密度像素格网内重新分配GPS TEC实测值与其反演值之间的差距;另一方面,顾及电离层层析迭代算法中松弛因子对反演结果的影响,提出考虑电子密度变化构造新的松弛因子,抑制传播噪声对电子密度反演精度的影响.实验结果显示,相对于传统代数重构算法(ART),新方法反演的电离层电子密度剖面更接近于电离层测高仪观测的电子密度剖面,提高了电子密度反演精度. 相似文献
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本文利用两颗跟飞的GRACE卫星载GPS信标测量数据和基于差分相对TEC的层析算法,实现了全球范围的顶部电离层和等离子体层(450~5000 km) 层析成像.反演结果表明,利用低轨道卫星载GPS信标测量数据可以有效地重建顶部电离层和等离子体层的全球二维分布图像.对不同地磁活动条件下的天基层析反演结果表明,等离子体层电子密度随纬度的分布是不均匀的;在低纬赤道带,从顶部电离层向上延伸直到等离子体层,以及等离子体层中局地的电离增强云团,经常出现近似垂直于磁力线的电子密度柱状增强结构. 相似文献
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LEO卫星信标是电离层监测的重要手段之一.利用电离层层析成像算法,LEO卫星信标能够实现区域电离层电子密度的快速重构.针对LEO卫星信标的特点,本文提出了一种函数基模型与像素基模型组合的电离层层析成像新算法.选择差分相对电离层总电子含量作为输入数据源,先通过函数基模型法获取电离层电子密度初始分布,再利用像素基模型法对初始分布进行二次迭代重构,该方法可有效降低电离层层析成像对背景电离层模型的依赖,同时能够实现电离层小尺度扰动结构的有效反演.利用数值仿真方法及低纬度电离层层析成像网的实测数据的反演结果验证了本文提出的新算法的可行性和可靠性. 相似文献
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GPS大气掩星探测技术可以获得全球大气折射率、气压、密度、温度和水汽压等气象参数，该技术基本原理是基于几何光学近似的Abel积分反演.地球扁率、电离层传播时间延迟、大气大尺度水平梯度、多路径传播现象等因素在某些高度范围影响大气反演的精度.本文采用模拟的方法，分析其中地球扁率及电离层对反演结果的影响，并讨论局部圆弧修正及电离层修正的效果.利用CHAMP掩星实测轨道数据和有关电离层和大气经验模式、采用三维射线追踪方法模拟计算几种情形下的GPS掩星观测附加相位数据，对模拟数据进行反演，将反演气象参量剖面与模拟时给定模式剖面进行比较，得到了0～60 km高度范围内的反演误差.误差统计分析结果表明，局部圆弧中心的修正以及电离层修正，对于高精度的GPS掩星反演是非常重要的；电离层修正残差仍是制约30～60 km高度范围内反演精度的重要因素，进一步完善和优化大气掩星反演需要发展新的电离层修正算法. 相似文献
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《应用地球物理》2016,(4)
人工源极低频电磁法因其具有场源长度大,观测范围广的特点,使得极低频电磁波的传播会受到电离层和位移电流的影响。现阶段针对该方法的三维正反演研究尚处于起步阶段。作为一项探索性的尝试,本文首先给出了电离层、空气以及地下介质耦合情况下一维极低频背景电磁场的计算方案,并对电离层影响下背景电磁波的传播特征进行了分析、总结。通过将之与求解二次电场的交错网格有限差分数值模拟算法整合,实现了人工源极低频电磁法的三维正演。针对人工源极低频探测中可能遇到的近区、过渡区数据反演问题,本文进而采用针对该方法的三维有限内存Broyden-Fletcher-GoldfarbShanno(Limited-memory BFGS,LBFGS)带源反演算法,实现了对全区张量阻抗数据的直接反演。文中详细介绍了目标函数梯度计算这一LBFGS反演中的核心问题。合成数据反演算例结果表明在LBFGS反演中,选择恰当的近似Hessian矩阵能够有效提高反演效率。高低阻异常同时存在下的反演模型响应告诉我们张量阻抗反对角元素对恢复地下电性结构的贡献远大于主对角元素。与常规标量数据反演相比,张量数据反演在异常体的恢复和背景电阻率的控制方面具有明显的优势。 相似文献
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GNSS-LEO电离层无线电掩星技术是近年来发展的电离层探测新技术.为消除LEO轨道以上的电离层影响,改正TEC反演方法采用非掩星侧的观测数据进行电离层掩星反演.本文首次提出了一种新方法--基于历元差分的电离层反演方法;并将改正TEC与历元差分两种反演方法应用于模拟掩星观测数据反演,随后基于反演结果及误差分析得到一些有益的结论:历元差分反演精度较改正TEC反演精度均有所提高;不管是哪种方法,高轨(约800 km)反演结果要优于低轨(约500 km)的反演结果;随着剖面高度的降低,反演精度随之下降;反演误差主要集中在8至18时(当地时),主要分布在磁纬-30°至30°之间. 相似文献
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由投影重建图像的对称网格迭代算法 总被引：1，自引：0，他引：1
本文对于工业CT检测中常用的代数迭代重建算法提出了改进,利用投影射线之间存在的几何对称结构,提出了图像重建的对称网格迭代算法(简写为SM-IRT).该算法简化了投影系数矩阵的计算,调整了迭代算法逐线校正的迭代顺序.对模拟数据和工业CT实测数据进行了重建图像的数值实验,结果表明:与常规算法比较,本文提出的新算法重建速度快,成像精度高. 相似文献
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《应用地球物理》2020,(1)
全波形反演是一种基于数据匹配的高精度反演方法,但该方法易受时间域的周波跳跃或频率域的相位缠绕影响,其主要原因是初始速度不准确和缺少低频信息。此外反演的目标体尺度受观测系统和子波带宽影响,针对大尺度强反射体构造的反演是一个强非线性问题,更难以通过普通的全波形反演方法解决。对解决上述问题,瞬时相位反演为一有效方法,但是瞬时相位是以2π的模数进行测量和计算的,会丢失真实的相位信息。虽然路径积分算法可以对具有一维时间信号特征的地震数据瞬时相位进行解缠绕,但是由于它受到数值模拟和相位计算的影响,反演结果的分辨率降低甚至错误。为了提高抗噪性能并保证反演结果的准确性,我们对路径积分解缠绕算法进行了优化:通过在路径积分算法中加入包络约束,从而实现对相位突变点的限制,得到准确的瞬时相位。地震数据的解缠绕瞬时相位包含地下大尺度强反射体构造的丰富信息。同时,解缠绕瞬时相位构造的目标函数受局部极值的影响较小,适用于全波形反演。本文提出的基于优化解缠绕算法瞬时相位反演方法可以反演地下大尺度强反射体构造,并保证反演结果的准确性。Marmousi模型的数值试验验证了该方法的准确性,SEG/EAGE盐丘切片模型测试表明该算法可以恢复大尺度的低波数构造。 相似文献
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海洋环境中天然气水合物的形成除了合适的温压条件外，还必须有充分的甲烷供给.本文介绍了甲烷-水体系的甲烷饱和溶解度、水合物体系中甲烷水合物溶解度计算方法.在气-液二相平衡甲烷饱和溶解度计算中，关键在于状态方程的选择和合适的混合规则的运用，Duan的计算模型在温度、压力和盐度变化上都具有很大的适用性，且易于应用.在含水合物的相平衡体系中，在已知组分和假定可能存在相的前提下，可利用模拟退火算法优化总吉布斯自由能，确定是二相还是三相体系，并求解甲烷水合物溶解度.在海水环境下盐的存在使平衡发生移动，利用德拜—休克尔理论或Pitzer电解质溶液理论校正盐度对于海水活度的影响，求解海水环境中甲烷水合物溶解度.基于气-液二相平衡理论的K-K方程，在临近水合物生成条件下实验或计算确定亨利常数等参数后，可计算三相平衡甲烷水合物溶解度，且简单易用. 相似文献
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提出了针对轴对称二维井间模型的一维、二维联合反演方法.该方法基于纵向成层背景地层的Green函数，以一维反演结果作为联合反演的迭代初始值，同时反演一维背景地层和二维异常剖面的电导率.采用递推技术计算Green函数的系数，可以很方便地同时得到Green函数对空间坐标的积分和对背景层电导率的微分，大大加快了计算雅可比矩阵〖WTHX〗M〖WTBZ〗的速度并使计算方便、准确.反演实例说明了该方法的有效性.反演实例还显示，背景层电导率较二维成像剖面的电导率收敛速度要快，测量数据的精度对二维剖面电导率成像质量的影响大于对背景层电导率分布的影响. 相似文献
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为提高水平层状介质中三维电磁波散射和逆散射数值模拟的效率,在对角张量近似(DTA)的基础上根据不同回代方式得到了求解积分方程的DTA1和DTA2两种近似. 这两种近似可以作为计算积分方程稳定型双共轭梯度快速Fourier变换(BCGS-FFT)算法的初始猜测值和预条件因子，从而形成效率更高的混合DTA-BCGS算法. 散射实例说明了DTA2的高精度和混合DTA-BCGS算法尤其是混合DTA2-BCGS算法的高效率. 由于DTA2近似程度更高，将DTA2与变型Born迭代反演方法(DBIM)相结合形成了一种对三维异常体进行重构的快速电磁波逆散射技术. 文中的逆散射实例说明所开发的逆散射技术对重构水平层状介质中的任意三维异常体是非常有效的. 相似文献
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利用支持向量分类(SVC)估算断层深度和特征选择(英文) 总被引：1，自引：0，他引：1
Mohammad Ehsan Hekmatian Vahid E. Ardestani Mohammad Ali Riahi Ayyub Memar Koucheh Bagh Jalal Amini 《应用地球物理》2013,10(1):88-96
地下断层深度的估算是重力解释难题之一,我们试利用支持向量分类(SVC)法进行计算。使用正演和非线性反演技术,通过相关误错使检测地下断层深度成为可能。但必要有一个深度初始猜测值,而且这猜测值通常不是由重力资料得。本文我们介绍以SVC作为利用重力数据估算断层深度的一种手段。在这项研究中,我们假设一种地下断层深度可归为一种类型,SVC作为一个分类算法。为了有效地利用此SVC算法,我们基于一个正确的特征选择算法去选择正确的深度特征。本次研究中我们建立了一套基于不同深度地下断层的合成重力剖面训练集,用以训练用于计算实际的地下断层深度的SVC代码。然后用其它合成重力剖面训练集测试我们训练的SVC代码,同时也用实际资料验证了我们的训练SVC代码。 相似文献
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Manuela Mendes 《Geophysical Prospecting》2009,57(5):803-809
A hybrid algorithm, combining Monte-Carlo optimization with simultaneous iterative reconstructive technique (SIRT) tomography, is used to invert first arrival traveltimes from seismic data for building a velocity model. Stochastic algorithms may localize a point around the global minimum of the misfit function but are not suitable for identifying the precise solution. On the other hand, a tomographic model reconstruction, based on a local linearization, will only be successful if an initial model already close to the best solution is available. To overcome these problems, in the method proposed here, a first model obtained using a classical Monte Carlo-based optimization is used as a good initial guess for starting the local search with the SIRT tomographic reconstruction. In the forward problem, the first-break times are calculated by solving the eikonal equation through a velocity model with a fast finite-difference method instead of the traditional slow ray-tracing technique. In addition, for the SIRT tomography the seismic energy from sources to receivers is propagated by applying a fast Fresnel volume approach which when combined with turning rays can handle models with both positive and negative velocity gradients. The performance of this two-step optimization scheme has been tested on synthetic and field data for building a geologically plausible velocity model.This is an efficient and fast search mechanism, which permits insertion of geophysical, geological and geodynamic a priori constraints into the grid model and ray path is completed avoided. Extension of the technique to 3D data and also to the solution of 'static correction' problems is easily feasible. 相似文献
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An iterative refinement method for determining a layered resistivity model from a Schlumberger or Wenner sounding curve is adapted to determine a layered resistivity model by using apparent resistivity and phase derived from the magnetotelluric impedance. Magnetotelluric observations presented as a function of period are first converted to an approximate resistivity–depth profile using Schmucker's transformation and this is used to construct an initial guess (starting) model. A two-stage procedure is then invoked. Keeping resistivities constant, layer boundaries are first adjusted to give a minimum misfit between measured data and responses and this is followed by resistivity adjustments with fixed layer boundaries to reduce the misfit further. The method is illustrated by application to some synthetic data both exact and with added noise, to a real field data set and to some magnetotelluric profile data obtained in a survey over the Carnmenellis granites in south Cornwall. The method is validated by recovering conductivity models from the exact and noisy 1D synthetic data. For complicated three-dimensional data at a single site and along a profile of stations, the method is shown to produce acceptable solutions which may be used as starting models in further two- or three-dimensional studies. 相似文献
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A robust approach to time‐to‐depth conversion and interval velocity estimation from time migration in the presence of lateral velocity variations 
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下载免费PDF全文 Sergey Fomel 《Geophysical Prospecting》2015,63(2):315-337
The problem of conversion from time‐migration velocity to an interval velocity in depth in the presence of lateral velocity variations can be reduced to solving a system of partial differential equations. In this paper, we formulate the problem as a non‐linear least‐squares optimization for seismic interval velocity and seek its solution iteratively. The input for the inversion is the Dix velocity, which also serves as an initial guess. The inversion gradually updates the interval velocity in order to account for lateral velocity variations that are neglected in the Dix inversion. The algorithm has a moderate cost thanks to regularization that speeds up convergence while ensuring a smooth output. The proposed method should be numerically robust compared to the previous approaches, which amount to extrapolation in depth monotonically. For a successful time‐to‐depth conversion, image‐ray caustics should be either nonexistent or excluded from the computational domain. The resulting velocity can be used in subsequent depth‐imaging model building. Both synthetic and field data examples demonstrate the applicability of the proposed approach. 相似文献
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利用积分方程方法以及半空间并矢格林函数的快速算法对埋地目标体矢量电磁散射进行正演计算。首先,利用半空间电磁并矢格林函数建立起埋地目标体的体积分方程。然后通过将空间偏导转移至格林函数谱域积分的积分号之外,并采用离散复镜像方法来近似余下的零阶索末菲积分,进一步得到并矢格林函数各个分量的闭合形式。由于避免了对索末菲积分的繁琐数值计算,使得生成反应矩阵和计算散射场时由半空间并矢格林函数计算带来的瓶颈问题得到较好的克服,因而极大地提高了埋地目标体电磁响应正演计算效率,同时也能保证足够的精度。 相似文献