CN114460649A - 一种深海近底拖曳式多道地震接收阵列形态重建方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种深海近底拖曳式多道地震接收阵列形态重建方法，属于海洋地球物理勘探技术领域，具体包括：获取深拖震源沉放深度和离底高度测量值、各炮集检波点记录的直达波和海底反射波旅行时的实际观测值、各炮集激发点位置对应的海底地形坡度角和海水声速；对深拖地震接收电缆各检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量、垂直方向偏移量进行表征；获取各炮集检波点接收到的直达波和海底反射波旅行时的理论计算表达式；构建深海近底拖曳式多道地震接收阵列几何形态模型参数反演的目标函数；重建深拖震源和检波点的相对位置关系。本申请能够提高深拖震源和检波点位置的反演精度，提高深拖式多道地震成像剖面的品质。
Description
技术领域
本申请属于海洋地球物理勘探技术领域，具体涉及一种深海近底拖曳式多道地震接收阵列形态重建方法，应用于深海近底拖曳式高分辨率多道地震探测系统的多道地震接收阵列几何形态反演，获得准确的深拖震源和检波点相对位置关系，以提高深海近底拖曳式多道地震成像剖面的品质。
背景技术
海洋高分辨率多道地震勘探是获取海底浅部沉积物结构特征和物性定量表征的有效手段，在海洋地质灾害评估、海洋天然气水合物调查和深海矿藏勘查等方面都取得了显著的应用效果。目前，深海资源（如天然气水合物、多金属结核、富钴结壳和深海稀土等）的勘探开发突显出举足轻重的地位，而在深海环境下，常规二维高分辨率多道地震探测方法由于震源和地震接收电缆均为海面拖曳，较深的海水层衰减高频震源能量的同时也影响了勘探的横向分辨率。鉴于此，将高频等离子体震源和地震接收电缆均置于近海底位置拖曳的、适用于深水工作环境的高分辨率多道地震探测方式的深海近底拖曳式高分辨率多道地震探测系统成为新的高效探测方式。常见的深海近底拖曳式高分辨率多道地震探测系统包括深拖拖体、深拖地震接收电缆和光电缆；所述深拖拖体上设置有深拖震源，所述深拖震源和深拖地震接收电缆组成线列阵拖体；所述深拖地震接收电缆上设置有多个检波点，检波点用于接收深拖震源激发的地震波信号，所述多个检波点构成多道地震接收阵列；所述深拖拖体与深拖地震接收电缆的连接处为深拖地震接收电缆的拖曳点；所述光电缆用于连接船舶上的数据采集监控系统。深海近底拖曳式高分辨率多道地震探测系统能够减小第一菲涅尔带半径，提高横向分辨率，减弱高频能量衰减，提高垂向分辨率，弥补常规海面拖曳式二维高分辨率多道地震探测方法的不足。
准确的炮检位置关系是确保后续处理有效反射波能够同相叠加的前提，尤其是对于海洋高分辨率多道地震勘探而言，震源主频通常在1 kHz左右，其对炮检位置关系的误差敏感度明显更高，微小的多道地震接收阵列几何形态变化都可能引起多道地震数据叠加处理环节出现严重的相消干扰。区别于常规海面拖曳式二维高分辨率多道地震探测方法的震源和地震接收电缆拖曳姿态较为稳定，深海近底拖曳式高分辨率多道地震探测系统需要不断调节拖曳深度以保持系统作业高度维持在距离海底100-150 m的范围内，在此过程中，受海水扰动、线列阵拖体浮力和光电缆的拖曳缆长调节等影响，其多道地震接收阵列几何形态变化较为剧烈，使得后续的地震数据叠加处理环节出现严重的相消干扰。现有技术多基于深拖地震接收电缆配置的姿态传感器数据或近底拖曳式多道地震数据的直达波旅行时和海面反射波旅行时进行作业过程中多道地震接收阵列几何形态反演。但是，使用姿态传感器数据伴随有数据漂移和误差累积的问题，基于近底拖曳式多道地震数据的直达波旅行时和海面反射波旅行时的方法通常没有考虑多道地震接收阵列的横向位置错动，仅在垂向上做校正，以上问题都会导致多道地震接收阵列形态反演结果出现偏差，影响最终地震成像剖面的信噪比和分辨率，甚至出现构造假象。此外，在深水工作环境下记录海面反射波会增加深拖震源的激发间隔，从而大幅降低近底拖曳式高分辨率多道地震探测系统的工作效率。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本申请提供一种深海近底拖曳式多道地震接收阵列形态重建方法，其能够解决深水工作环境下近底拖曳式高分辨率多道地震探测系统的多道地震接收阵列几何形态的重建问题，提高深拖震源和检波点位置信息的反演精度。
本申请采取以下技术方案：
一种深海近底拖曳式多道地震接收阵列形态重建方法，包括：
获取深拖震源沉放深度测量值S Z 和深拖震源离底高度测量值H ST ；获取各炮集激发点位置对应的海底地形坡度角
；获取各炮集每个检波点记录的直达波旅行时和海底反射波旅行时的实际观测值
、
；获取各炮集激发点位置处的海水声速v；
对深拖地震接收电缆的各检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量X、垂直方向偏移量Z进行表征；
获取各炮集检波点接收到的直达波旅行时和海底反射波旅行时的理论计算表达式；
构建深海近底拖曳式多道地震接收阵列几何形态模型参数反演的目标函数；
重建深拖震源和检波点的相对位置关系。
进一步地，所述对深拖地震接收电缆的各检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量X、垂直方向偏移量Z进行表征，包括：
将深拖震源和深拖地震接收电缆组成的线列阵拖体以检波点位置为节点分割为多节线段，基于各节线段长度和俯仰角，对深拖地震接收电缆的各检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量X、垂直方向偏移量Z进行表征，获得深拖地震接收电缆的各检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量X、垂直方向偏移量Z的表达式：
其中，l 0表示深拖震源距离深拖地震接收电缆的拖曳点的水平方向偏移量，l 1表示深拖地震接收电缆的拖曳点和首个检波点沿深拖地震接收电缆的间隔距离，l表示相邻检波点沿深拖地震接收电缆的间隔距离，
表示深拖地震接收电缆分割成的第i节线段的俯仰角，
表示深拖地震接收电缆分割成的第1节线段的俯仰角，以深拖震源激发点位置为原点，
表示第r个检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量，X 1表示第1个检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量，
表示第r个检波点相对深拖震源激发点位置的垂直方向偏移量，Z 1表示第1个检波点相对深拖震源激发点位置的垂直方向偏移量，r表示深拖地震接收电缆的检波点序号，r为大于等于2且小于等于N的正整数，N为深拖地震接收电缆的检波点总个数。
进一步地，所述获取各炮集激发点位置对应的海底地形坡度角
，包括：根据所述深拖震源沉放深度测量值S Z 和深拖震源离底高度测量值H ST ，计算各炮集激发点位置对应的海底深度值D W ，D W =S Z +H ST ，获得沿水平测线方向的海底深度变化曲线；沿水平测线方向按特定距离设定计算窗口，将所述计算窗口内的海底深度变化曲线拟合成直线，根据所述直线计算海底地形坡度角
，逐炮滑动计算窗口，获取各炮集激发点位置对应的海底地形坡度角
。
进一步地，所述特定距离为深拖地震接收电缆长度的一半。
进一步地，所述获取各炮集激发点位置处的海水声速v，包括：
根据各炮集记录的水断道直达波旅行时
和水断道偏移距
计算各炮集激发点位置处的海水声速v，
。
进一步地，所述获取各炮集检波点接收到的直达波旅行时和海底反射波旅行时的理论计算表达式，包括：
根据各炮集激发点位置的深拖震源离底高度测量值H ST 、海底地形坡度角
、海水声速v，以及各检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量X、垂直方向偏移量Z，获取各炮集检波点接收到的直达波旅行时和海底反射波旅行时的理论计算表达式：
其中，H ST 表示当前炮集激发点位置的深拖震源离底高度测量值，
表示当前炮集激发点位置的海底地形坡度角，v表示当前炮集激发点位置的海水声速，
表示第r个检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量，
表示第r个检波点相对深拖震源激发点位置的垂直方向偏移量，
表示当前炮集第r个检波点接收到的直达波旅行时理论计算值，
表示当前炮集第r个检波点接收到的海底反射波旅行时理论计算值，r表示深拖地震接收电缆的检波点序号，r为大于等于1且小于等于N的正整数，N为深拖地震接收电缆的检波点总个数，
、
和
均为计算过程的中间量。
进一步地，所述深海近底拖曳式多道地震接收阵列几何形态模型参数反演的目标函数为：
其中，
表示使其后的表达式达到最小值时变量
的取值，r表示深拖地震接收电缆的检波点序号，r为大于等于1且小于等于N的正整数，N为深拖地震接收电缆的检波点总个数，
和
分别表示第r个检波点接收到的直达波旅行时的理论计算值和实际观测值，
和
分别表示第r个检波点接收到的海底反射波旅行时的理论计算值和实际观测值，
为深拖地震接收电缆分割成的各节线段俯仰角最优解。
进一步地，所述重建深拖震源和检波点的相对位置关系，包括：
将所述深拖地震接收电缆分割成的各节线段俯仰角最优解代入公式（1），求解出深拖地震接收电缆的各检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量X、垂直方向偏移量Z，完成对深拖震源和检波点相对位置关系的重建。
本申请由于采取以上技术方案，与现有技术相比实现了以下有益效果：
（1）本申请方法通过引入海底地形坡度角参数，构建基于深海近底拖曳式多道地震数据的直达波旅行时和海底反射波旅行时反演方程，对于复杂海底地貌条件具有很好的适用性；
（2）通过将深拖震源和深拖地震接收电缆组成的线列阵拖体分解为多节线段，利用线段距离和俯仰角表征多道地震接收阵列的几何形态，以此模型构建的目标函数更符合真实情况，兼顾了多道地震接收阵列横向和纵向上的位置变化，能够有效地提高多道地震接收阵列的几何形态反演精度和可靠性；
（3）本申请方法不需要利用姿态传感器数据作为辅助，从而避开了姿态数据漂移和误差累积等问题，并且反演过程不依赖初始模型，具有很好的稳定性；
（4）本申请方法利用海底反射波旅行时信息，不需要近底拖曳式多道地震探测系统记录海面反射波信息，因此避免了在深水工作环境下过长的记录长度对作业效率的影响。
附图说明
图1为本申请实施例所提供的一种深海近底拖曳式多道地震接收阵列形态重建方法的实施流程图；
图2为本申请实施例作业期间深拖震源沉放深度和深拖震源离底高度变化曲线图；
图3为本申请实施例作业期间海底深度和海底地形坡度角变化曲线图；
图4a为本申请实施例的深拖多道地震数据；图4b为拾取的直达波旅行时和海底反射波旅行时实际观测值；
图5为本申请实施例的深海近底拖曳式多道地震接收阵列几何形态反演结果。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
请参考图1，图1为本申请所提供的一种深海近底拖曳式多道地震接收阵列形态重建方法的实施流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：
步骤S1：获取深拖震源沉放深度测量值S Z 和深拖震源离底高度测量值H ST ；获取各炮集激发点位置对应的海底地形坡度角
；获取各炮集每个检波点记录的直达波旅行时和海底反射波旅行时的实际观测值
、
；获取各炮集激发点位置处的海水声速v。
本实施例中，深海近底拖曳式高分辨率多道地震探测系统的深拖地震接收电缆为48道。在深海近底拖曳式高分辨率多道地震探测系统的深拖拖体内设置深度计和高度计，通过读取深海近底拖曳式高分辨率多道地震探测系统作业期间深度计的值获得深拖震源沉放深度测量值S Z ，通过读取深海近底拖曳式高分辨率多道地震探测系统作业期间高度计的值获得深拖震源离底高度测量值H ST 。图2为深拖拖体内设置的深度计和高度计测量获得的600个炮集的深拖震源沉放深度测量值和深拖震源离底高度测量值变化曲线图，其中，各炮集之间的炮间距为6.25 m。
根据深拖震源沉放深度测量值S Z 和深拖震源离底高度测量值H ST ，计算获得各炮集激发点位置对应的海底深度值D W ，D W =S Z +H ST ，即获得沿水平测线方向的海底深度变化曲线。沿水平测线方向按特定距离设定计算窗口，将计算窗口内的海底深度变化曲线拟合成直线，并根据拟合成的直线得到海底地形坡度角，逐炮滑动计算窗口实现各炮集激发点位置对应的海底地形坡度角
的求取。图3为海底深度和海底地形坡度角变化曲线图。上述特定距离可设为深拖地震接收电缆长度的一半，例如100 m。
以第51炮为例，其炮集对应的深拖震源激发点位置的深拖震源离底高度测量值H ST 为113.03 m，海底地形坡度角
为0.0163。第51炮的深拖多道地震数据如图4a所示。拾取炮集每个检波点记录的直达波旅行时和海底反射波旅行时的实际观测值
、
，如图4b所示。本实施例的深拖地震接收电缆为48道，因此，针对每炮深拖多道地震数据，需要分别拾取48个直达波旅行时和海底反射波旅行时信息。根据第51炮的深拖多道地震数据，可以获取第51炮炮集记录的水断道直达波旅行时
为5.27 ms，水断道偏移距
为7.8 m，因此，作业区域海水声速v=7.8/0.00527≈1480 m/s。
步骤S2：对深拖地震接收电缆的各检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量X、垂直方向偏移量Z进行表征。
只考虑二维情况下，将深拖震源和深拖地震接收电缆组成的线列阵拖体以检波点位置为节点分割为多节线段，基于各节线段长度和俯仰角，对深拖地震接收电缆的各检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量X、垂直方向偏移量Z进行表征：
其中，l 0表示深拖震源距离深拖地震接收电缆的拖曳点的水平方向偏移量，l 1表示深拖地震接收电缆的拖曳点和首个检波点沿深拖地震接收电缆的间隔距离，l表示相邻检波点沿深拖地震接收电缆的间隔距离，
表示深拖地震接收电缆分割成的第i节线段的俯仰角，
表示深拖地震接收电缆分割成的第1节线段的俯仰角；以深拖震源激发点位置为原点，
表示第r个检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量，X 1表示第1个检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量，
表示第r个检波点相对深拖震源激发点位置的垂直方向偏移量，Z 1表示第1个检波点相对深拖震源激发点位置的垂直方向偏移量，r表示深拖地震接收电缆的检波点序号，r为大于等于2且小于等于N的正整数，N为深拖地震接收电缆的检波点总个数。
本实施例中，根据深拖多道地震探测系统设计参数，获取深拖震源距离深拖地震接收电缆的拖曳点的水平方向偏移量l 0为2.6 m，深拖地震接收电缆的拖曳点和首个检波点沿深拖地震接收电缆的间隔距离l 1为12.06 m，相邻检波点沿深拖地震接收电缆的间隔距离l为3.125 m。r表示深拖地震接收电缆的检波点序号，本实施例的深拖地震接收电缆为48道，即上述深拖地震接收电缆的检波点总个数为48，r为大于等于2且小于等于48的正整数。
步骤S3：获取各炮集检波点接收到的直达波旅行时和海底反射波旅行时的理论计算表达式。
根据地震射线理论，结合步骤S1和步骤S2中获得的各炮集深拖震源激发点位置的深拖震源离底高度测量值H ST 、海底地形坡度角
、海水声速v，以及各检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量X、垂直方向偏移量Z，可以获得以俯仰角为未知量的各炮集直达波旅行时和海底反射波旅行时的理论计算表达式：
其中，H ST 表示当前炮集激发点位置的深拖震源离底高度测量值，
表示当前炮集激发点位置的海底地形坡度角，v表示当前炮集激发点位置的海水声速，
表示第r个检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量，
表示第r个检波点相对深拖震源激发点位置的垂直方向偏移量，
表示当前炮集第r个检波点接收到的直达波旅行时理论计算值，
表示当前炮集第r个检波点接收到的海底反射波旅行时理论计算值，r表示深拖地震接收电缆的检波点序号，r为大于等于1且小于等于N的正整数，N为深拖地震接收电缆的检波点总个数，
、
和
均为计算过程的中间量。
本实施例中，以第51炮为例，第51炮炮集的深拖震源激发点位置的深拖震源离底高度值测量值H ST 为113.03 m，当前炮集激发点位置的海底地形坡度角
为0.0163，当前炮集激发点位置的海水声速v为1480 m/s，
表示第r个检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量，
表示第r个检波点相对深拖震源激发点位置的垂直方向偏移量，由公式（1）给出，
表示当前炮集第r个检波点接收到的直达波旅行时理论计算值，
表示当前炮集第r个检波点接收到的海底反射波旅行时理论计算值，r表示深拖地震接收电缆的检波点序号，r为大于等于1且小于等于48的正整数，48为深拖地震接收电缆的检波点总个数。
步骤S4：构建深海近底拖曳式多道地震接收阵列几何形态模型参数反演的目标函数：
在上述直达波旅行时和海底反射波旅行时的理论计算表达式的基础上，构建复杂海底地貌条件下深海近底拖曳式多道地震接收阵列几何形态模型参数反演的目标函数：
其中，
表示使其后的表达式达到最小值时变量
的取值，r表示深拖地震接收电缆的检波点序号，r为大于等于1且小于等于N的正整数，N为深拖地震接收电缆的检波点总个数，
和
分别表示第r个检波点接收到的直达波旅行时的理论计算值和实际观测值，
和
分别表示第r个检波点接收到的海底反射波旅行时的理论计算值和实际观测值，
为深拖地震接收电缆分割成的各节线段俯仰角最优解。
本实施例中深拖地震接收电缆的检波点总个数N为48，通过对上述目标函数优化求解获得各节线段俯仰角最优解。
步骤S5：重建深拖震源和检波点的相对位置关系。
将各节线段俯仰角最优解代入公式（1），即可求解出深拖地震接收电缆的各检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量X、垂直方向偏移量Z，完成深拖震源和检波点相对位置关系的重建。图5为实施例第51炮的深海近底拖曳式多道地震接收阵列几何形态反演结果，其中星形标记为深拖震源位置，圆形标记为深拖地震接收电缆的48个检波点位置。
应当理解的是，除非本文中有明确的说明，图1的流程图中的各个步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
综上所述，本申请的方案通过引入海底地形坡度角参数，构建基于深海近底拖曳式多道地震数据的直达波旅行时和海底反射波旅行时反演方程，对于复杂海底地貌条件具有很好的适用性；通过将深拖震源和深拖地震接收电缆组成的线列阵拖体分解为多节线段，利用线段距离和俯仰角表征多道地震接收阵列的几何形态，以此模型构建的目标函数更符合真实情况，兼顾了多道地震接收阵列横向和纵向上的位置变化，能够有效地提高多道地震接收阵列的几何形态反演精度和可靠性；此外本申请所公开的方法不需要利用姿态传感器数据作为辅助，从而避开了姿态数据漂移和误差累积等问题，并且反演过程不依赖初始模型，具有很好的稳定性；本申请所公开的方法利用海底反射波旅行时信息，不需要近底拖曳式多道地震探测系统记录海面反射波信息，因此避免了在深水工作环境下过长的记录长度对作业效率的影响。
以上对本申请公开的实施例进行了描述，但是这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本申请公开的范围。不脱离本申请公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本申请要求保护的范围之内。
Claims (8)
1.一种深海近底拖曳式多道地震接收阵列形态重建方法，其特征在于，所述方法包括：
获取深拖震源沉放深度测量值S Z 和深拖震源离底高度测量值H ST ；获取各炮集激发点位置对应的海底地形坡度角
；获取各炮集每个检波点记录的直达波旅行时和海底反射波旅行时的实际观测值
、
；获取各炮集激发点位置处的海水声速v；
对深拖地震接收电缆的各检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量X、垂直方向偏移量Z进行表征；
获取各炮集检波点接收到的直达波旅行时和海底反射波旅行时的理论计算表达式；
构建深海近底拖曳式多道地震接收阵列几何形态模型参数反演的目标函数；
重建深拖震源和检波点的相对位置关系。
2.根据权利要求1所述的深海近底拖曳式多道地震接收阵列形态重建方法，其特征在于，所述对深拖地震接收电缆的各检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量X、垂直方向偏移量Z进行表征，包括：
将深拖震源和深拖地震接收电缆组成的线列阵拖体以检波点位置为节点分割为多节线段，基于各节线段长度和俯仰角，对深拖地震接收电缆的各检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量X、垂直方向偏移量Z进行表征，获得深拖地震接收电缆的各检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量X、垂直方向偏移量Z的表达式：
其中，l 0表示深拖震源距离深拖地震接收电缆的拖曳点的水平方向偏移量，l 1表示深拖地震接收电缆的拖曳点和首个检波点沿深拖地震接收电缆的间隔距离，l表示相邻检波点沿深拖地震接收电缆的间隔距离，
表示深拖地震接收电缆分割成的第i节线段的俯仰角，
表示深拖地震接收电缆分割成的第1节线段的俯仰角，以深拖震源激发点位置为原点，
表示第r个检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量，X 1表示第1个检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量，
表示第r个检波点相对深拖震源激发点位置的垂直方向偏移量，Z 1表示第1个检波点相对深拖震源激发点位置的垂直方向偏移量，r表示深拖地震接收电缆的检波点序号，r为大于等于2且小于等于N的正整数，N为深拖地震接收电缆的检波点总个数。
3.根据权利要求2所述的深海近底拖曳式多道地震接收阵列形态重建方法，其特征在于，所述获取各炮集激发点位置对应的海底地形坡度角
，包括：
根据所述深拖震源沉放深度测量值S Z 和深拖震源离底高度测量值H ST ，计算各炮集激发点位置对应的海底深度值D W ，D W =S Z +H ST ，获得沿水平测线方向的海底深度变化曲线；沿水平测线方向按特定距离设定计算窗口，将所述计算窗口内的海底深度变化曲线拟合成直线，根据所述直线计算海底地形坡度角
，逐炮滑动计算窗口，获取各炮集激发点位置对应的海底地形坡度角
。
4.根据权利要求3所述的深海近底拖曳式多道地震接收阵列形态重建方法，其特征在于，所述特定距离为深拖地震接收电缆长度的一半。
5.根据权利要求3所述的深海近底拖曳式多道地震接收阵列形态重建方法，其特征在于，所述获取各炮集激发点位置处的海水声速v，包括：
根据各炮集记录的水断道直达波旅行时
和水断道偏移距
计算各炮集激发点位置处的海水声速v，
。
6.根据权利要求5所述的深海近底拖曳式多道地震接收阵列形态重建方法，其特征在于，所述获取各炮集检波点接收到的直达波旅行时和海底反射波旅行时的理论计算表达式，包括：
根据各炮集激发点位置的深拖震源离底高度测量值H ST 、海底地形坡度角
、海水声速v，以及各检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量X、垂直方向偏移量Z，获取各炮集检波点接收到的直达波旅行时和海底反射波旅行时的理论计算表达式：
其中，H ST 表示当前炮集激发点位置的深拖震源离底高度测量值，
表示当前炮集激发点位置的海底地形坡度角，v表示当前炮集激发点位置的海水声速，
表示第r个检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量，
表示第r个检波点相对深拖震源激发点位置的垂直方向偏移量，
表示当前炮集第r个检波点接收到的直达波旅行时理论计算值，
表示当前炮集第r个检波点接收到的海底反射波旅行时理论计算值，r表示深拖地震接收电缆的检波点序号，r为大于等于1且小于等于N的正整数，N为深拖地震接收电缆的检波点总个数，
、
和
均为计算过程的中间量。
7.根据权利要求6所述的深海近底拖曳式多道地震接收阵列形态重建方法，其特征在于，所述深海近底拖曳式多道地震接收阵列几何形态模型参数反演的目标函数为：
其中，
表示使其后的表达式达到最小值时变量
的取值，r表示深拖地震接收电缆的检波点序号，r为大于等于1且小于等于N的正整数，N为深拖地震接收电缆的检波点总个数，
和
分别表示第r个检波点接收到的直达波旅行时的理论计算值和实际观测值，
和
分别表示第r个检波点接收到的海底反射波旅行时的理论计算值和实际观测值，
为深拖地震接收电缆分割成的各节线段俯仰角最优解。
8.根据权利要求7所述的深海近底拖曳式多道地震接收阵列形态重建方法，其特征在于，所述重建深拖震源和检波点的相对位置关系，包括：
将所述深拖地震接收电缆分割成的各节线段俯仰角最优解代入公式（1），求解出深拖地震接收电缆的各检波点相对深拖震源激发点位置的水平方向偏移量X、垂直方向偏移量Z，完成对深拖震源和检波点相对位置关系的重建。
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