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地震波旅行时计算是射线追踪方法的核心问题，其精度直接影响着路径的精度和正演模拟的准确程度。在简要分析目前最典型的几种地震波旅行时计算方法（如有限差分法、线性插值法等）局限性的基础上，提出了一种基于非线性插值的地震波旅行时计算方法，并推导了其计算公式。通过模型的对比试算，不仅验证了所提出的旅行时非线性插值算法的正确性。而且还表明本算法计算旅行时的精度，比Asakawa提出的线性插值算法的精度更高。