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通过对LTI线性插值法的追踪公式和全局扫描方法的改进，提出了一种基于高阶加权和迷宫算法的层析成像射线追踪法（HLTI）。该算法通过引入Taylor加权高阶项对LTI追踪公式进行改进，减小了由于线性条件假设而产生的累积误差，提高了射线追踪精度，解决了LTI追踪公式出现复值解而失效的问题；并利用迷宫算法原理对全局扫描方式进行优化，解决了传统扫描方法不能反向和竖向追踪的问题。仿真试验结果表明，新算法HLTI较传统的LTI算法具有更高的射线追踪精度和更好的成像效果。