本说明书实施例公开了一种基于优化差分系数的正演模拟方法及其设备。方法包括：获取输入参数；采用预设矩阵确定优化差分系数；根据所述输入参数和所述优化差分系数对方程进行求解，生成正演模拟结果。通过最小二乘方法最小化不同CFL数下频散误差所求得的差分算子，相比于传统的时空域差分算子，最小化不同CFL数下的频散关系误差方法天然地解决了时空域差分算子对CFL数敏感的问题，实际应用也证明了最小二乘方法最小化不同CFL数下的频散误差求得的差分算子可以很好的适用于不同的CFL数；模拟过程中不存在CFL数对于数值模拟的影响；在CFL数变化时，模拟过程中波场仍可稳定传播，精度更高。