简介
PyGRT 是什么？
PyGRT 是一个用于计算半无限水平层状介质中理论地震图的 C/Python 程序包。 GRT 指代的是程序计算的主要理论基础为广义反射透射系数矩阵法 (Generalized Reflection-Transmission coefficient matrix)， 但不局限于该方法。
目前， PyGRT 可计算以下物理量（动态解和静态解）：
位移全波解及其空间导数
应力、应变、旋转张量
计算 面波 的模块即将发布。
PyGRT 运行平台
PyGRT 发布了二进制安装包，支持在 Windows, Linux, MacOS 中直接下载使用，无需编译。
PyGRT 程序特点
C语言的高效 + Python语言的便捷
C 程序 grt
尽管程序包名以 Py 打头，但仍然使用 C 语言编译了可执行文件 grt ， 这使得用户既可以编写 Python 脚本，也可以在终端运行 grt 的形式来调用程序进行计算。
模块化
PyGRT 遵循模块化设计思想，不同计算模块和处理函数划分在不同模块中， 使用不同的源文件和头文件管理。方便后续代码维护和功能扩展。
受画图程序 GMT 的启发， grt 程序也以模块化的形式调用不同计算模块。
明确的中文注释
我在代码中对计算过程给出了明确的中文注释以及相关的公式索引， 所有公式索引（除非特别指明）均来自 该初稿 。 代码基本按照公式推导的计算逻辑，在不过多损失计算效率的前提下进行适当优化，保证了代码的可读性。 若你对具体实现过程感兴趣，尤其是对方法的具体实现流程困惑时，可以在运行程序的同时结合阅读相关 C代码 ， 希望能给学习过程中的你提供一些参考，解答一些疑惑。仅是我浅薄的理解，仅作参考，欢迎指正。
特殊源点场点分布下的计算优化 （全波解）
当震中距 \(r\) 很大时 。由于结果中Bessel函数的形式为 \(J_m(kr)\)， 当震中距变大时，积分要求波数 \(k\) 的积分间隔就越小，导致计算变慢。 目前 PyGRT 实现了 基于线性插值的Filon积分 (纪晨, 姚振兴, 1995) (初稿) 和 自适应Filon积分 (Chen and Zhang, 2001) (张海明, 2021) 以缓解此问题，可显著提高计算速度。
当震源深度和台站深度很接近时（如第一类Lamb问题，台站和震源均位于地表）。 此时核函数随着波数 \(k\) 的增加收敛非常慢，会在收敛值上下波动，导致很难到达到指定的收敛条件， 需要耗费更多时间以达到更高的积分上限。 目前 PyGRT 实现了以下两种方法来缓解此问题：
峰谷平均法 (Zhang et al., 2003) (张海明, 2021) 。 当波数 \(k\) 达到一定上限时，可以统计波动的波峰波谷值，再递归取缩减序列 \(M_i \leftarrow 0.5\times(M_i + M_{i+1})\) 得到收敛值。
直接收敛法 (Zhu et al., in press) 。即将发布。
开源透明，持续维护
PyGRT 开源在 Github ，将持续公开维护并扩展相关的计算功能。 欢迎用户提交 bug 报告、申请新功能等，也欢迎提交贡献。
引用
如果你的研究中使用了 PyGRT 程序，请引用以下文章：
PyGRT 程序包。 由于审稿过程中程序在不断扩展完善，目前程序的功能已超过该文章的叙述范围，具体功能详见本文档。
Zhu, D., J. Wang, J. Hao, S. Yao, Y. Xu, T. Xu, and Z. Yao (in press). PyGRT: An Efficient and Integrated Python Package for Computing Synthetic Seismograms in a Layered Half-Space Model, Seismological Research Letters.
直接收敛法
Zhu, D., T. Xu, J. Hao, and Z. Yao (in press). A Direct Convergence Method for Computing Synthetic Seismograms for a Layered Half-space with Sources and Receivers at Close Depths, Bulletin of the Seismological Society of America.
主要参考
相关理论方法主要参考了以下文章和书籍：