1.基于時(shí)空域優(yōu)化的交錯網(wǎng)格正演模擬方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：
步驟1：給出一階壓強(qiáng)-速度偏微分方程組形式，求出其平面波通解，得到一階聲波方程中的壓強(qiáng)場與偏振速度場的解析表達(dá)式，其中，偏振速度的解析表達(dá)式以壓強(qiáng)場的解析解表示；
步驟2：將空間交錯網(wǎng)格差分格式與時(shí)間遞推格式相結(jié)合，帶入平面波通解，得到交錯時(shí)間遞推格式；
步驟3：在波數(shù)域采用最小二乘迭代求解交錯網(wǎng)格差分算子；
步驟4：將優(yōu)化的差分算子用于聲波正演模擬。
2.如權(quán)利要求1所述的基于時(shí)空域優(yōu)化的交錯網(wǎng)格正演模擬方法，其特征在于：在步驟1中，對一階壓強(qiáng)-速度偏微分方程組的偏微分方程通過在笛卡爾坐標(biāo)系中利用空間積分變換獲得常微分方程；對此常微分方程方程做時(shí)間積分得到平面波通解；對方程兩邊分別做二維空間傅里葉變換和時(shí)間積分并省略常數(shù)項(xiàng)，得到偏振速度分量的通解；在此，偏振速度的解析表達(dá)式通過壓強(qiáng)場的解析解表示。
3.如權(quán)利要求1所述的基于時(shí)空域優(yōu)化的交錯網(wǎng)格正演模擬方法，其特征在于：在步驟2中，交錯時(shí)間遞推格式將時(shí)間差分與空間差分結(jié)合在一起，帶入平面波通解，分別得到時(shí)間差分與空間差分在波數(shù)域的響應(yīng)，即將解析解帶入空間交錯網(wǎng)格差分格式，得到時(shí)間差分與空間差分在波數(shù)域的精確響應(yīng)，目標(biāo)是用等式右邊的函數(shù)在波數(shù)域逼近等式左邊的精確的解，最終實(shí)現(xiàn)時(shí)間差分與空間差分同時(shí)達(dá)到高精度。
4.如權(quán)利要求1所述的基于時(shí)空域優(yōu)化的交錯網(wǎng)格正演模擬方法，其特征在于：在步驟3中，目標(biāo)是用等式右邊的函數(shù)在波數(shù)域逼近等式左邊精確的解，通過定義目標(biāo)函數(shù)修改匹配系數(shù)，使得匹配系數(shù)在一定的波數(shù)范圍內(nèi)盡可能的逼近精確時(shí)間遞推算子；對目標(biāo)函數(shù)方程進(jìn)行等間隔離散采樣，將系數(shù)的求取轉(zhuǎn)換為最小二乘優(yōu)化問題并進(jìn)行迭代求解，得到高精度交錯網(wǎng)格差分算子。
5.如權(quán)利要求1所述的基于時(shí)空域優(yōu)化的交錯網(wǎng)格正演模擬方法，其特征在于：在步驟3中，將時(shí)間交錯差分算子波數(shù)域響應(yīng)作為目標(biāo)函數(shù)，并使用空間差分算子波數(shù)域響應(yīng)作為基函數(shù)進(jìn)行最小二乘逼近，問題可歸納為最小二乘優(yōu)化問題，采用預(yù)處理的共軛梯度迭代解法增加解的穩(wěn)定性。
6.如權(quán)利要求5所述的基于時(shí)空域優(yōu)化的交錯網(wǎng)格正演模擬方法，其特征在于：在步驟3中，采用最小二乘迭代求解包括：通過交錯時(shí)間遞推格式，在有效波數(shù)段求取匹配系數(shù)，考慮到系數(shù)求解的病態(tài)性，采用預(yù)處理的共軛梯度迭代算法，以求取最優(yōu)的匹配系數(shù)， 在處理變密度介質(zhì)時(shí)，既能較好壓制數(shù)值頻散，同時(shí)可以提高群速度精度。
7.如權(quán)利要求7所述的基于時(shí)空域優(yōu)化的交錯網(wǎng)格正演模擬方法，其特征在于：所述預(yù)處理的共軛梯度迭代算法利用一階聲波偏微分方程組解析解將時(shí)間差分與空間差分相統(tǒng)一，并使用共軛梯度法在波數(shù)域?qū)r(shí)間與空間差分算子進(jìn)行同時(shí)優(yōu)化，能夠較為有效地壓制數(shù)值頻散，并在一定程度上提高地震波群速度的計(jì)算精度。
8.如權(quán)利要求7所述的基于時(shí)空域優(yōu)化的交錯網(wǎng)格正演模擬方法，其特征在于：所述匹配系數(shù)為在常規(guī)的空間交錯網(wǎng)格基礎(chǔ)上的時(shí)間遞推匹配系數(shù)，可實(shí)現(xiàn)時(shí)間與空間差分的同時(shí)優(yōu)化。