双聚焦法是一种面向复杂勘探目标的三维观测系统优化设计新方法.将新方法运用到实际观测系统优化设计中还存在很多问题,本文的目的就是解决其中的一些问题.本文主要讨论和解决了两个方面的问题:(1)双聚焦优化方法在均匀介质中的应用;(2)层状介质中双聚焦算法的推导.对于第一个问题,我们对分辨率函数做了定量分析,得到分辨率的值和动态范围,同时研制了相应的软件.并且具体分析了两个实例,来说明双聚焦法在观测系统优化设计中的应用.第二个问题是本文的核心内容,也是整个双聚焦项目的关键.我们的结论是层状介质中的双聚焦算法可以按照均匀介质中类似的计算公式进行计算,我们只要将均匀介质中的传播算子和聚焦算子用层状介质中的相应算子替换,而层状介质中的传播算子在频率域就是各层传播算子的乘积.根据这个思路,我们设计了计算方案.最后,我们用理论模型证明了这一计算方案的正确性.这给如何解决复杂介质中的双聚焦计算问题提供了明确的思路.