1.基于角度分解与波场分离的弹性波全波形反演方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、设置炮点和检波点，采集得到多分量观测数据 其中t表示时间变量；

xr,xs分别表示检波点和炮点的位置； 为包含x分量和z分量的多分量波场向量：步骤2、根据傅里叶变换计算频率域地震数据u(ω,xr；xs)，其中ω表示频率变量；u(ω,xr；xs)仍然包含两个分量：u(ω,xr；xs)＝[ux(ω,xr；xs),uz(ω,xr；xs)]；

步骤3、构建矩形网格地质模型，设定模型大小为：横向Nx个网格点，纵向Nz个网格点，并设定正演模拟的空间采样间隔、时间采样间隔dt、最大采样时间Nt，所述空间采样间隔包括横向采样间隔dx和纵向采样间隔dz；

步骤4、给定纵波速度模型vP(x)和横波速度模型vS(x)的初始纵波速度模型vP0(x)和初始横波速度模型vS0(x)，给定目标函数J(vP(x),vS(x))；

步骤5、给定用于反演的频率分量ω1,ω2,...ωN；

步骤6、对于第一个频率分量ω1即最低频率分量，对地震数据进行分解，得到频率角度域纵波波场uP(θ,x,ω)和横波波场uS(θ,x,ω)，其中θ表示角度分量；

步骤7、对于第一个频率分量ω1，给定用于反演的散射角范围；

步骤8、在所给定散射角范围内，针对纵波速度vP(x)和横波速度vS(x)，分别利用纵波波场uP(θ,x,ω)和横波波场uS(θ,x,ω)通过迭代优化算法对目标函数J(vP(x),vS(x))进行优化，得到大尺度纵波速度vP1(x)和大尺度横波速度vS1(x)；

步骤9、对于第二个频率分量ω2，对地震数据进行分解，并对分解后数据进行角度叠加，P S得到无角度信息的纵波波场u(x,ω)和横波波场u(x,ω)；

步骤10、针对纵波速度vP(x)和横波速度vS(x)，分别利用纵波波场uP(x,ω)和横波波场uS(x,ω)通过迭代优化算法对目标函数J(vP(x),vS(x))进行优化，得到纵波速度vP2(x)和横波速度vS2(x)；

步骤11、对于其他频率分量，重复步骤9和步骤10，直到获得纵波速度vPN(x)和横波速度vSN(x)，即最终反演结果。

2.根据权利要求1所述的基于角度分解与波场分离的弹性波全波形反演方法，其特征在于，步骤2中，频率域地震数据u(ω,xr；xs)根据如下傅里叶变换公式计算得到：式(1)中，T为波场最大观测时间。

3.根据权利要求2所述的基于角度分解与波场分离的弹性波全波形反演方法，其特征在于，步骤4中，设定目标函数J(vP(x),vS(x))为观测波场与计算波场之间残差的二范数，具有如下形式：式(2)中，uobs(ω)和ucal(ω)分别表示频率域观测波场和频率域计算波场，其中频率域计算波场通过如下方式得到：首先根据时间域弹性波动方程得到时间域计算波场 再对 进行步骤2中所述傅里叶变换得到ucal(ω)；上标t表示转置，*表示取共轭。

4.根据权利要求3所述的基于角度分解与波场分离的弹性波全波形反演方法，其特征在于，步骤4中，所述时间域计算波场 满足如下弹性波动方程：式(3)中，δ(x-xs)fx(t)和δ(x-xs)fz(t)表示位于xs处的波场x分量和z分量震源函数；ρ表示地层密度，设置为常数；λ和μ表示拉梅系数，与纵波速度vP和横波速度vS之间存在如下关系：

5.根据权利要求4所述的基于角度分解与波场分离的弹性波全波形反演方法，其特征在于，步骤6中，对最低频率数据进行分解，得到频率角度域纵波波场uP(θ,x,ω)和横波波场uS(θ,x,ω)的具体公式如下：P S

式(5)中，u (n,x,ω)和u (n,x,ω)为分解得到的慢度域纵波波场和横波波场； 表示慢度向量，其中 为指向波场传播方向的单位向量，n为慢度向量n的绝对值；W(x′-x)表示以坐标点x为中心的采样窗；“×”和“·”分别表示叉乘运算和点乘运算；

式(6)中，nP和nS表示纵波慢度的绝对值和横波慢度的绝对值，即其中 和 表示采样窗内的纵波平均速度和横波平均速度。结合式(5)和式(6)可以得到角度域纵波波场uP(θ,x,ω)和横波波场uS(θ,x,ω)。

步骤6具体实施方式如下：

根据式(5)和式(6)分别对震源侧波场 和接收点侧波场 进行分解，其中两个上标箭头为区分震源侧波场和接收点侧波场，得到震源侧角度域纵波波场和横波波场以及接收点侧角度域纵波波场 和横波波场

其中θi和θg分别表示震源侧波场传播方向和接收点

侧波场传播方向，波场散射角通过如下公式计算得到：

Θ＝|θg-θi|   (7)

式(7)中Θ表示波场散射角。

6.根据权利要求5所述的基于角度分解与波场分离的弹性波全波形反演方法，其特征在于，步骤7中，选取散射角范围依次为0°～30°，0°～60°和0°～180°。

7.根据权利要求5所述的基于角度分解与波场分离的弹性波全波形反演方法，其特征P S在于，步骤8中，分别利用纵波波场u (θ,x,ω)和横波波场u (θ,x,ω)通过迭代优化算法对目标函数J(vP(x),vS(x))进行优化的具体实施方式如下：在弹性波传播过程中，纵波和横波经过散射会产生转换波，整个波场中存在多种模式波，即PP波，PS波，SP波，SS波；为了避免在反演过程中vP和vS的相互串扰问题，反演vP时只使用PP波，而反演vS时只使用SS、SP和PS波；为了避免局部极值问题，从小散射角到大散射角依次进行反演；因此在考虑角度分解与波场分离的情况下，vP和vS的梯度公式如下：式(8)～(11)中， 和 分别对应于纵波速度vP(x)和横波速度vS(x)的角度滤波器，控制散射角在选定的范围之内；“Re”表示取实部；计算出梯度之后，利用如下准则对纵波速度vP(x)和横波速度vS(x)进行迭代更新：式(12)中，vP(x)n,vP(x)n+1分别为第n步和第n+1步迭代的纵波速度值，vS(x)n,vS(x)n+1分别为第n步和第n+1步迭代的横波速度值；αn为迭代步长，为一个正常数；

通过上述方法计算速度梯度并进行迭代，在迭代收敛之后得到大尺度纵波速度vP1(x)和大尺度横波速度vS1(x)。

8.根据权利要求7所述的基于角度分解与波场分离的弹性波全波形反演方法，其特征在于，步骤9中，对分解后数据进行角度叠加，得到无角度信息的纵波波场和横波波场的公式如下：式(13)和式(14)中， 和 表示震源侧无角度信息的纵波波场和横波波场； 和 表示接收点侧无角度信息的纵波波场和横波波场； 和 分别表示对震源侧波场传播角度求和以及对接收点侧波场传播方向求和。

9.根据权利要求8所述的基于角度分解与波场分离的弹性波全波形反演方法，其特征在于，步骤10中，分别利用纵波波场uP(x,ω)和横波波场uS(x,ω)通过迭代优化算法对目标函数J(vP(x),vS(x))进行优化的具体实施方式如下：在仅考虑波场分离的情况下，vP和vS的梯度公式如下：计算出梯度之后，利用与式(12)相同的准则对纵波速度vP(x)和横波速度vS(x)进行迭代更新；通过上述方法计算速度梯度并进行迭代，在迭代收敛之后得到第二个频率分量下的纵波速度vP2(x)和大尺度横波速度vS2(x)。