CN110221342A - 基于三维速度模型的震源定位方法、装置及存储介质 - Google Patents

基于三维速度模型的震源定位方法、装置及存储介质 Download PDF

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CN110221342A CN201910601691.3A CN201910601691A CN110221342A CN 110221342 A CN110221342 A CN 110221342A CN 201910601691 A CN201910601691 A CN 201910601691A CN 110221342 A CN110221342 A CN 110221342A
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Abstract

本发明公开了一种基于三维速度模型的震源定位方法、装置及存储介质，该方法包括：基于预设的三维速度模型，利用快速行进法FMM计算从多个传感器到各所述三维速度模型上各单元格的走时；基于各所述走时对震源进行初定位，确定所述震源对应的目标单元格；对所述目标单元格进行二次定位，得到所述震源的定位位置。与现有的定位算法相比，有效提高了震源定位精度。

Description

基于三维速度模型的震源定位方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及微震监测领域，具体涉及一种基于三维速度模型的震源定位方法、装置及存储介质。
背景技术
微震定位是基于微震事件产生的弹性波进行震源定位的过程，其中，该弹性波不断向外延伸，形成圆形波阵面(在波的传播过程中，振动相位相同的点连成的面称为波阵面)。进行微震定位时，以各传感器位置为圆心，以介质波速乘以旅行时间得到的距离值为半径画圆，各圆将相交于一点，此点即为微震震源发生位置。
在实际三维定位中，往往由于传感器数量多、波速非均质、到时拾取误差以及震源并非点源等原因，导致震源定位精确度难以达到应用需求。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种基于三维速度模型的震源定位方法、装置及存储介质，旨在提高震源定位精度，满足应用需求。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明至少一个实施例提供一种基于三维速度模型的震源定位方法，该方法包括：
基于预设的三维速度模型，利用快速行进法FMM计算从多个传感器到各所述三维速度模型上各单元格的走时；
基于各所述走时对震源进行初定位，确定所述震源对应的目标单元格；
对所述目标单元格进行二次定位，得到所述震源的定位位置。
上述方案中，所述基于各所述走时对震源进行初定位，确定所述震源对应的目标单元格，包括：
基于所述震源到各传感器的走时与实测走时一致的原理建立用于计算残差的第一目标函数；
将FMM计算得到的各所述走时代入所述第一目标函数，确定所述残差最小值对应的单元格为所述目标单元格。
上述方案中，所述第一目标函数为：
其中，f为残差，tobs为观测到时，trt为FMM计算的走时，t0为震源发震时刻，N为有效传感器个数，m为大于0的正整数。
上述方案中，所述对所述目标单元格进行二次定位，得到所述震源的定位位置，包括：
基于所述目标单元格建立第二目标函数；
利用差分进化法求解所述第二目标函数，得到所述震源的定位位置。
上述方案中，所述第二目标函数为：
其中，G为目标函数输出值，ψ为目标单元格的空间区域，(px,py,pz)是三个轴向的梯度向量，(x(i),y(i),z(i))是第i个传感器的坐标，N是有效传感器个数，(x,y,z)为震源位置，tobs为观测到时，trt为FMM计算的走时。
本发明至少一个实施例还提供一种基于三维速度模型的震源定位装置，包括：
走时计算模块，用于基于预设的三维速度模型，利用快速行进法FMM计算从多个传感器到各所述三维速度模型上各单元格的走时；
第一定位模块，用于基于各所述走时对震源进行初定位，确定所述震源对应的目标单元格；
第二定位模块，用于对所述目标单元格进行二次定位，得到所述震源的定位位置。
上述方案中，所述第一定位模块具体用于：
基于所述震源到各传感器的走时与实测走时一致的原理建立用于计算残差的第一目标函数；
将FMM计算得到的各所述走时代入所述第一目标函数，确定所述残差最小值对应的单元格为所述目标单元格。
上述方案中，所述第二定位模块具体用于：
基于所述目标单元格建立第二目标函数；
利用差分进化法求解所述第二目标函数，得到所述震源的定位位置。
本发明至少一个实施例还提供一种基于三维速度模型的震源定位设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中存储的计算机程序时，实现本发明任一实施例所述的基于三维速度模型的震源定位方法。
本发明至少一个实施例还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本发明任一实施例所述的基于三维速度模型的震源定位方法。
本发明实施例的技术方案中，基于预设的三维速度模型，利用快速行进法FMM计算从多个传感器到各所述三维速度模型上各单元格的走时；基于各所述走时对震源进行初定位，确定所述震源对应的目标单元格；对所述目标单元格进行二次定位，得到所述震源的定位位置，与现有的定位算法相比，有效提高了震源定位精度。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一实施例中基于三维速度模型的震源定位方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例中三维速度模型生成方法的流程示意图；
图3为本发明一实施例中离散化速度模型的结构示意图；
图4为本发明一实施例中某层对应的二维平面的单元格速度赋值示意图；
图5为本发明一实施例中FMM的网格节点划分示意图；
图6为本发明一实施例中一维情况下的走时更新示意图；
图7为本发明一实施例中基于三维速度模型的震源定位装置的结构示意图；
图8为本发明一实施例中基于三维速度模型的震源定位设备的结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图及具体实施例对本发明技术方案做进一步的详细阐述。应当理解，此处所提供的实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。另外，以下所提供的实施例是用于实施本发明的部分实施例，而非提供实施本发明的全部实施例，在不冲突的情况下，本发明实施例记载的技术方案可以任意组合的方式实施。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在实际三维定位中，往往由于传感器数量多、波速非均质、到时拾取误差以及震源并非点源等原因，导致震源定位精确度难以达到应用需求。相关技术中，一般通过最优化方法对目标进行优化，该优化的目标使得理论走时与观测走时之间的绝对差最小，可以表示为：
其中，f为目标函数，N为传感器数量，tobs为微震系统的观测走时，t0为事件发震时间，tthe为从震源到传感器的理论走时，m为常数且m≥1。
假定传播介质速度不变，设为v，则可根据传感器和震源之间的距离计算tthe，即
其中，(x，y，z)为传感器坐标，(x0，y0，z0)为震源位置。由此可以看出，在公式(1)中未知数数量为4，即(x0，y0，z0)和t0。因此，微震定位问题转化为求解目标函数f最小的最优化问题。
为了实现最优化求解，相关技术中一般采用盖格法、单纯形法和粒子群(PSO，Particle Swarm Optimization)法。其中，盖格法、单纯形法和PSO法均是基于匀速模型，将时间转换为距离与速度之间的函数，然后根据最小化观测到时与理论到时之差，建立目标函数。其不同之处，仅仅在于解包含坐标和发震时刻四个未知数的目标函数时，所使用的迭代方式不同。
由于采矿工程不同于其他工程环境，微震监测所覆盖现场本身就拥有大大小小的各类速度异常区，如采空区、充填体、硐室、井巷工程等。由于这些速度异常区其速度与岩体速度相比，相差甚远。因此，仅仅利用平均速度进行微震定位，相当于将这些速度异常区的速度等同于平均速度，因此，必然会造成较大定位误差，尤其是在传播路径中拥有较多速度异常区时。
为了解决上述问题，本发明实施例提供一种基于三维速度模型的震源定位方法。该震源定位方法基于离散化的三维速度模型，采用离散化的方法进行求解，提高震源定位精度。
请参阅图1，本发明实施例提供一种基于三维速度模型的震源定位方法，应用于震源定位装置，该方法包括：
步骤101，基于预设的三维速度模型，利用快速行进法(FMM，Fast marchingmethod)计算从多个传感器到各所述三维速度模型上各单元格的走时；
这里，三维速度模型为离散化三维速度模型。震源定位装置在执行该震源定位方法之前，需要先获取该离散化三维速度模型。该离散化三维速度模型可以由震源定位装置自身生成，亦可以通过网络获取由其他设备生成的三维速度模型或者存储在云端、服务器端的预先构建的三维速度模型。
图2示出了该离散化三维速度模型生成的流程示意图，请参阅图2，该离散化三维速度模型的构建过程如下：
步骤201，获取与目标区域对应的三维地质模型，其中，所述三维地质模型包括至少两个具有不同介质传播速度的实体单元；
这里，为了实现对矿山的微震监测，以矿山所在区域为目标区域，获取该目标区域对应的三维地质模型。由于矿山因地质分布不均或者由于矿山开拓、回采、充填等活动导致存在大量异常速度区，故该三维地质模型包括多个具有不同介质传播速度的实体单元，且各实体单元的分布并不均匀，导致不同介质的表面分布复杂。因此，需要预先构建与该矿山所在区域对应的三维地质模型。
在一个实施例中，采用计算机图形学仿真技术构建该三维地质模型，譬如采用三维建模软件构建该三维地质模型，可以表示矿山对应的非均匀介质的分布。具体地，所述三维地质模型沿设定轴向被划分为多个层，各层的属性参数包括该层上各实体单元对应的速度分配值。譬如，三维地质模型按照设定坐标系构建，可以沿该设定坐标系的任一轴向将所述三维地质模型划分为多个层，按层存储各层上多个实体单元对应的速度分配值。这里，实体单元是指具有相同或者近似相同介质传输速度对应的区域。这样，可以将各层划分为不同的速度域，为后续的三维速度模型的构建提供了数据基础。
步骤202，基于所述三维地质模型构建离散化速度模型，其中，所述离散化速度模型具有多个单元格；
这里，根据获取的三维地质模型构建离散化速度模型，即三维地质模型对应的三维空间离散为多个单元格，从而满足三维速度场的离散化、不连续性的要求。
在一实施例中，所述基于所述三维地质模型构建离散化速度模型，包括：
根据所述三维地质模型最大外轮廓确定所述离散化速度模型的大小；
根据预设单元格大小将所述离散化速度模型离散化为多个单元格。
图3示出了一离散化速度模型的结构示意图。其中，所述预设单元格大小是基于平衡所述三维速度模型的生成时长和识别精度确定的。
具体地，预设单元格大小通常通过平衡生成时长成本和实际的识别精度来确定，一般程函方程计算的准确性将随着单元格尺寸变小而增加。但是，这并不意味着可以使用无限小的单元格。一方面，当单元格尺寸小到一定程度时，精度的提高非常有限。另一方面，随着单元格大小变小，计算成本急剧增加。本领域技术人员可以根据需求选择合适的预设单元格大小。
步骤203，根据各单元格对应的实体单元的关系对所述离散化速度模型的各单元格进行速度赋值，得到与所述离散化速度模型对应的三维速度模型。
实际应用时，所述根据各单元格对应的实体单元的关系对所述离散化速度模型的各单元格进行速度赋值，包括：
根据各所述单元格所处层的属性参数确定对应的速度。
在一实施例中，所述根据各所述单元格所处层的属性参数确定对应的速度，包括：
基于所处层对应的二维平面，以对应单元格的质心为起点建立射线，统计所述射线与所处层上实体单元边界相交的交点个数；
若所述交点个数为偶数，则表明当前单元格位于对应实体单元之外；
若所述交点个数为奇数，则表明该单元格位于对应实体单元内，根据所述对应实体单元的速度分配值确定所述单元格的速度。
在一实施例中，所述方法还包括：
若存在未落入任一实体单元内的单元格，则根据默认值确定所述单元格的速度。
图4示出了某层对应的二维平面的单元格速度赋值示意图。具体地，从单元格的质心向任意方向发出一条射线并计算该射线与实体单元边界的交点个数。如果交点个数是奇数，则该点在对应实体单元内；如果交点个数是偶数，则该点位于实体单元外。如图4所示，图中从单元格1发出射线1，射线1与实体单元(即图4中的实体模型)存在两个交点，因此，单元格1位于实体模型外；从单元格2发出射线2，射线2与实体模型存在一个交点，因此，单元格2位于实体模型内。如此，即可确定任一单元格位于哪个实体模型内，再根据此实体模型的层属性来设定单元格的速度，如单元格2的速度值即可根据图3中实体模型来确定。如果该单元格不在任何一个实体内，则将其速度赋为零。通过循环计算三维网格模型中的每一个单元格，即可得到所建的三维速度模型。
本发明实施例中，所述实体单元可以为不规则形状，该不规则形状是指沿三维地质模型的任一轴向上不均匀分布。
本发明实施例构建的三维速度模型，其相较于三维平均速度场，有效提高了介质传播速度分布识别的准确性，利于改善震源识别精度，相较于利用平均速度进行微震定位，由于能够准确识别不同速度域区域对应的速度及边界分布，使得定位准确，利于减小定位误差。
本实施例中，基于获取的离散化三维速度模型，利用FMM计算从多个传感器到各所述三维速度模型上各单元格的走时。其中，FMM是程函方程法中广泛使用的一种射线追踪方法。FMM旨在解决非线性边值问题。给定域X和速度场函数F:X→R+，R+表示正实数，通过最快的路径将系统从起始集驱动到目标集对于一般的三维网格，程函方程计算最小到达时间函数T(x)，如下所示：
其中，到达时间表面梯度，F(x)波前速度，RN为实向量空间，x为空间中的一点。由公式(3)可知，到达时间表面梯度与波前速度成反比。将三维速度模型中的单元格(又称网格点)分为三类：一是冻结点(frozen)，即波已经到达且已经计算过的点；二是窄带点(narrow)，即等待评估的波前点；三是未知点(unknown)，即波尚未到达的点。三类点的划分如图5所示。
FMM的主要流程如下：
(1)迭代：在所有的窄带点中，提取具有最小到达时间的点并将其状态改为冻结点。
(2)找出其所有未知点和窄带点中最近的邻点。
(3)通过求解公式(3)更新到达时间。
(4)回到步骤(1)，直到所有节点均计算完成。
FMM算法伪代码如下：
由于射线路径是可逆的，因而从开始点到目标点的走时与从目标点到开始点的走时是相同的。实际震源波向外扩散时，震源点为开始点，传感器为到达点，由于震源是未知的，如模拟每一个震源向外传播则会大大增加计算难度。由于射线的可逆性，以传感器为开始点，模拟从传感器发出波形向外扩散，则同样可得出空间中任意点到传感器的走时，而且减小了计算量。
因此，在本发明实施例中，应用FMM基于所构建的三维速度模型计算从传感器到所有网格点的走时，并将其结果单独保存，以供下一步使用。
步骤102，基于各所述走时对震源进行初定位，确定所述震源对应的目标单元格；
本发明实施例中，所述基于各所述走时对震源进行初定位，确定所述震源对应的目标单元格，包括：
基于所述震源到各传感器的走时与实测走时一致的原理建立用于计算残差的第一目标函数；
将FMM计算得到的各所述走时代入所述第一目标函数，确定所述残差最小值对应的单元格为所述目标单元格。
理论上，震源点到各传感器的走时与其实测走时一致，此时其时间差为零，达到最小值。因此，定义目标函数为：
其中f为残差，tobs为微震监测系统的观测走时，trt为理论走时(本发明实施例采用FMM计算理论走时)，t0为震源发震时刻，N为有效传感器个数，m为大于0的正整数。
公式(4)中，t0是一项未知的常数，在进行计算时不可忽视。通常，对于任一传感器，其观测走时减去其理论走时等于发震时刻。因此，可通过tob和trt表示发震时刻t0，如下式：
将公式(5)代入公式(4)，即可消去t0。
通过载入步骤101中通过FMM计算的走时结果，对空间中的任一单元格计算公式(4)的残差，其最小值所对应的单元格即为“目标单元格”，即初定位的结果。记目标单元格的质心坐标为(xb,yb,zb)。
步骤103，对所述目标单元格进行二次定位，得到所述震源的定位位置。
为了进一步提高定位精度，本发明实施例还在目标单元格内进行二次定位。
本发明实施例中，所述对所述目标单元格进行二次定位，得到所述震源的定位位置，包括：
基于所述目标单元格建立第二目标函数；
利用差分进化法求解所述第二目标函数，得到所述震源的定位位置。
假定目标单元格内速度为常数vb，设(x,y,z)为震源位置。对于任一传感器，震源到该传感器的实测走时为tobs-t0。但理论走时不再是trt，而需要进行更新。为简单起见，一维情况下的示例如图6所示。其中，假设震源位于x，而不再时原来的质心位置xb，则新的走时为：
在三维情况下，引入梯度向量p，表征向三个轴方向上的分量。基于此，在目标单元格内进行二次定位的第二目标函数如下：
其中，G为目标函数输出值，ψ为目标单元格的空间区域，(px,py,pz)是三个轴向的梯度向量，(x(i),y(i),z(i))是第i个传感器的坐标，N是有效传感器个数，(x,y,z)为震源位置，tobs为观测到时，trt为FMM计算的走时。
定义梯度向量为：
其中，
M＝max(|xb-x(i)|,|yb-y(i)|,|zb-z(i)|)
上述公式(7)中有四个未知数(x,y,z)和t0，且(x,y,z)约束在目标单元格所在空间内。启发式算法适用于解约束条件下的最优化问题求解。因此，利用差分进化法(differential evolution)解上述公式(7)，得精定位位置及发震时刻。
经过试验测试，本发明实施例基于三维速度模型的震源定位方法，相对于盖格法、单纯形法、PSO法，提高了震源定位精度，更加适用于矿山微震监测领域。
为了实现上述方法实施例，本发明实施例还提供一种基于三维速度模型的震源定位装置，请参阅图7，该震源定位装置700包括：
走时计算模块701，用于基于预设的三维速度模型，利用快速行进法FMM计算从多个传感器到各所述三维速度模型上各单元格的走时；
第一定位模块702，用于基于各所述走时对震源进行初定位，确定所述震源对应的目标单元格；
第二定位模块703，用于对所述目标单元格进行二次定位，得到所述震源的定位位置。
在一些实施例中，所述第一定位模块702具体用于：
基于所述震源到各传感器的走时与实测走时一致的原理建立用于计算残差的第一目标函数；
将FMM计算得到的各所述走时代入所述第一目标函数，确定所述残差最小值对应的单元格为所述目标单元格。
在一些实施例中，所述第二定位模块703具体用于：
基于所述目标单元格建立第二目标函数；
利用差分进化法求解所述第二目标函数，得到所述震源的定位位置。
需要说明的是：上述实施例提供的震源定位装置在进行震源定位时，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序模块完成，即将震源定位装置的内部结构划分成不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分处理。另外，上述实施例提供的震源定位装置与震源定位方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
在实际应用中，上述各程序模块均可由服务器上的中央处理器(CPU，CentralProcessing Unit)、微处理器(MPU，Micro Processor Unit)、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)、或现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable GateArray)等实现。
本发明实施例还提供一种震源定位设备，请参阅图8，该震源定位设备800包括：至少一个处理器801、存储器802、用户接口803和至少一个网络接口804。震源定位设备800中的各个组件通过总线系统805耦合在一起。可以理解，总线系统805用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统805除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图8中将各种总线都标为总线系统805。
其中，用户接口803可以包括显示器、键盘、鼠标、轨迹球、点击轮、按键、按钮、触感板或者触摸屏等。
可以理解，存储器802可以是易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。
本发明实施例中的存储器802用于存储各种类型的数据以支持震源定位方法的执行。这些数据的示例包括：用于在震源检测设备800上运行的任何计算机程序，如可执行程序8021，实现本发明实施例的震源定位方法的程序可以包含在可执行程序8021中。
本发明实施例揭示的震源定位方法可以应用于处理器801中，或者由处理器801实现。处理器801可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，震源定位方法的各步骤可以通过处理器801中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器801可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。处理器801可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤，可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中，该存储介质位于存储器802，处理器801读取存储器802中的信息，结合其硬件完成本发明实施例提供的震源定位方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种可读存储介质，存储介质可以包括：移动存储设备、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。所述可读存储介质存储有计算机程序；所述计算机程序用于被处理器执行时实现本发明任一实施例所述的震源定位方法。
本领域内的技术人员应明白，本发明实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理系统的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理系统的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理系统以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理系统上，使得在计算机或其他可编程系统上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程系统上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于三维速度模型的震源定位方法，其特征在于，
基于预设的三维速度模型，利用快速行进法FMM计算从多个传感器到各所述三维速度模型上各单元格的走时；
基于各所述走时对震源进行初定位，确定所述震源对应的目标单元格；
对所述目标单元格进行二次定位，得到所述震源的定位位置。
2.如权利要求1所述的基于三维速度模型的震源定位方法，其特征在于，所述基于各所述走时对震源进行初定位，确定所述震源对应的目标单元格，包括：
基于所述震源到各传感器的走时与实测走时一致的原理建立用于计算残差的第一目标函数；
将FMM计算得到的各所述走时代入所述第一目标函数，确定所述残差最小值对应的单元格为所述目标单元格。
3.如权利要求2所述的基于三维速度模型的震源定位方法，其特征在于，
所述第一目标函数为：
其中，f为残差，tobs为观测到时，trt为FMM计算的走时，t0为震源发震时刻，N为有效传感器个数，m为大于0的正整数。
4.如权利要求1所述的基于三维速度模型的震源定位方法，其特征在于，所述对所述目标单元格进行二次定位，得到所述震源的定位位置，包括：
基于所述目标单元格建立第二目标函数；
利用差分进化法求解所述第二目标函数，得到所述震源的定位位置。
5.如权利要求4所述的基于三维速度模型的震源定位方法，其特征在于，
所述第二目标函数为：
其中，G为目标函数输出值，ψ为目标单元格的空间区域，(px,py,pz)是三个轴向的梯度向量，(x(i),y(i),z(i))是第i个传感器的坐标，N是有效传感器个数，(x,y,z)为震源位置，tobs为观测到时，trt为FMM计算的走时。
6.一种基于三维速度模型的震源定位装置，其特征在于，包括：
走时计算模块，用于基于预设的三维速度模型，利用快速行进法FMM计算从多个传感器到各所述三维速度模型上各单元格的走时；
第一定位模块，用于基于各所述走时对震源进行初定位，确定所述震源对应的目标单元格；
第二定位模块，用于对所述目标单元格进行二次定位，得到所述震源的定位位置。
7.如权利要求1所述的基于三维速度模型的震源定位装置，其特征在于，
所述第一定位模块具体用于：
基于所述震源到各传感器的走时与实测走时一致的原理建立用于计算残差的第一目标函数；
将FMM计算得到的各所述走时代入所述第一目标函数，确定所述残差最小值对应的单元格为所述目标单元格。
8.如权利要求1所述的基于三维速度模型的震源定位装置，其特征在于，
所述第二定位模块具体用于：
基于所述目标单元格建立第二目标函数；
利用差分进化法求解所述第二目标函数，得到所述震源的定位位置。
9.一种基于三维速度模型的震源定位设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中存储的计算机程序时，实现如权利要求1至5任一所述的基于三维速度模型的震源定位方法。
10.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至5任一所述的基于三维速度模型的震源定位方法。
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