1.一种频率域地震正演模拟的高精度差分数值法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对二维标量频率域波动方程高阶项离散，首先在25点模板的水平或垂直方向分别进行单倍和双倍步长的二阶离散，然后在垂直或水平方向利用对称性和泰勒展开式消除二阶项，得到两种四阶精度的逼近；

S2、把这两种四阶精度的逼近与经典的四阶中心差分格式进行加权组合；其中，权系数的和为1；

S3、对于低阶项的离散，先利用25点模板四个角处的16个网格点进行离散，得到四阶精度逼近，接着再与水平和竖直方向的四阶中心离散进行加权组合，权系数的和为1；

S4、对得到的差分方案进行频散分析，并基于频散极小化原理得到各个权系数的值。

2.根据权利要求1所述的一种频率域地震正演模拟的高精度差分数值法，其特征在于，已知二维标量频率域波动方程为：这里，未知量u表示压力场， 为波数，其中f和v分别表示波的频率和波的传播速度；

为了在有限的计算区域内进行模拟仿真，对方程(1)进行添加PML边界层，得到其中 C＝exey， ω为角频率，σx定义如下：其中f0为震源主频，a0为一经验常数，LPML为PML的厚度，lx为到PML和内部区域间界面的距离；σy的定义与σx类似；

记um,n为函数u在网格点(xm,yn)处的离散值，定义符号 如下：其中j∈{-2,-1,1,2},t＝1,2,h为离散步长；定义符号：继续定义符号Φxu为：

其中α1+α2+α3＝1，Φxu即为高阶项 的离散逼近；

类似地，分别定义符号 Φyu如下：

Φyu即为高阶项 的离散逼近；则频率域波动方程(2)的高阶项离散逼近为：-Φxu-Φyu   (3)

定义符号 Ι1，Ι2，Ι3如下，其中j＝{-2,-1,0,1,2}；

I1(Ck2u)＝(Ck2u)m,n,则频率域波动方程(2)的低阶项离散逼近为I(Ck2u):＝β1I1(Ck2u)+β2Ι2(Ck2u)+β3Ι3(Ck2u),   (4)其中β1+β2+β3＝1，综合(3)式与(4)式，得到频率域波动方程(2)的4阶差分逼近；

-Φxu-Φyu-I(Ck2u)＝0   (5)在PML内部区域，25点四阶差分方案(5)简化为其中，Um+j,n+l为未知量u在(xm+j,yn+l)处的离散值，j,l＝-2,-1,0,1,2，系数T1至T6为：令U(x,y):＝e-ik(xcosθ+ysinθ)，则U(x,y)是频率域波动方程的面波解，其中θ为波传播方向与y轴的夹角；记λ为波长，G为单个波长内的网格点数，即G＝λ/h；又由于λ＝v/f，故有kh＝2π/G；

把离散面波解 带入差分格式(6)，并利用欧拉公式e-ix＝cosx+isinx式进行变换，得到频散方程如下：

4T1P2Q2+4T2(P1Q2+P2Q1)+2T3(P2+Q2)+4T4P1Q1+2T5(P1+Q1)+T4＝0,   (7)其中

把Tj的值带入(7)式，j＝1,2,…,6；并用数值波数kN替换k，得到其中

R＝a1M+a2N+a3O,

M＝[(P2+Q2)-16(P1+Q1)+30],N＝[2P2Q2-4(P1Q2+P2Q1)-(P2+Q2)+4(P1+Q1)],O＝[4(P1Q2+P2Q1)-4(P2+Q2)-32P1Q1+16(P1+Q1)]联合kh＝2π/G和(8)式得到

记 则求参数α1,α2,α3,β1,β2,β3的值转化为求最优化问题

其中， 由对称性得到，而G≥2由Nyqusit采样定理得到；

令 并带入α1＝1-α2-α3,β1＝1-β2-β3,得到方程(11)其中P1,Q1,P2,Q2,O,M,N是关于θ,G的函数；分别在θ和G的取值范围内采样l＝10和r＝

100个点，即

把(12)中的l*r＝1000个点带入方程(11)得到超定线性系统其中，

利用最小二乘法求解线性系统(13)，即得到α2＝0.0266,α3＝0.1923,β1＝0.0970,β2＝0.1902,则α1＝1-α2-α3＝0.7811,β1＝1-β2-β3＝0.7128把参数α1,α2,α3,β1,β2,β3的值带入(5)式，得到最终的频率波动方程正演模拟的4阶25点差分方案。

3.根据权利要求2所述的一种频率域地震正演模拟的高精度差分数值法，其特征在于，经验常数a0＝1.79。

4.根据权利要求2或3所述的一种频率域地震正演模拟的高精度差分数值法，其特征在于，在PML内部区域Ω0中，ex＝ey＝1，在PML区域Ω1中ex＝1，在PML区域Ω2中ey＝1。