射线追踪技术在地震学领域有着广泛的应用,其中以最短路径算法在复杂介质中走时计算稳定性最好.理论上最短路径法的误差来源为速度模型采样误差、空间离散化误差和角度离散化的误差,由此造成网格稀疏时射线路径呈之字形,计算走时比实际走时偏大.弯曲法追踪精度高,但是射线追踪速度受初始路径与真实射线路径逼近程度制约,在复杂介质中可能找不到全局最小走时路径.最短路径法追踪出来的网格射线路径,可以作为较理想的初始路径,供弯曲法迭代优化.将最短路径法和弯曲法结合,通过射线在初始路径附近的扰动得到Fermat原理约束下的最短路径.文章对常速模型的试算,显示了改进方法对射线路径优化的作用,在模型网格稀疏的情况下效果尤其明显.本算法适用于计算三维任意复杂介质中初至波走时和射线路径,可应用于三维走时层析成像等领域.
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