航空电磁勘探技术是地球物理勘探中应用广泛的技术之一,关于航空电磁勘探的正演和反演问题的研究一直是热点领域。在航空瞬变电磁勘探的研究中,提升勘探的分辨率、提高计算速度以及减少计算机内存使用等因素,始终是该领域的重点研究方向。航空电磁勘探系统分为时间域勘探系统和频率域勘探系统。在目前的航空电磁勘探研究中,时间域的数据采集系统用时域的计算方法进行反演,频率域的数据系统选择频率域的方法进行数据的反演工作。时间域的系统可以获得宽频的信号,但受到发射源的影响,通常使用关断期间的接收信号进行反演工作,损失了地层浅部的信息。频率域系统下仅用若干频点进行地下结构的重建,反演计算时分辨率较低,面对地层的深度结构探测较弱。频率域的计算方法能够通过选择频点提高反演的计算效率,时间域系统提供宽频的信号能提高对地下物体的分辨率。本文基于有效提高计算效率、提高分辨率的因素,并且在前人的基础上,对航空瞬变电磁勘探系统的时间域数据反演展开研究,提出了一种基于频率域的三维反演算法,用于解释航空瞬变电磁勘探的实测数据。在三维反演算法中,我们使用的电场的体积分方程为基础来进行三维正演的模拟计算方法。电场的体积分方程能够在大地电磁勘探的频率范围内有效的避免积分方程的低频崩溃问题。为了计算线源激发的散射场,利用平面分层介质中点源激发的格林函数,将线源分为若干电偶极子的叠加,则计算区域内的入射场的响应等于每个电偶极子的叠加。格林函数中的Sommerfeld积分采用数值积分进行计算。在求解电场积分方程时,选择稳定的双共轭梯度法迭代求解计算区域内的电通量密度,可有效的减少内存的使用;根据分层格林函数的性质,选择快速傅里叶变化对迭代过程进行加速。与传统的方法或其他共轭梯度法相比,该方法提高了大规模电磁场散射的计算效率。频率域的三维反演算法采用伯恩迭代方法和Tikhonov的正则化理论构建成本函数。利用伯恩迭代方法的反演计算过程中不需要重复计算背景场的格林函数,只要把对应频率点的分层格林函数存储好,每次迭代计算时调用,这样能有效的提高反演的速度。对于反演算法设计了航空瞬变电磁勘探系统的理论模型进行验证,并对反演算法的鲁棒性、宽频信号的选择、局部反演等进行了研究,理论数据的反演结果表明:（1）BIM算法能够有效的反演出地下异常体的位置、尺寸和电导率信息;（2）在迭代求解的过程中,BIM方法体现出了一定的抗噪声能力和稳定性;（3）频率域的反演计算能够减少计算量,提高大规模勘探数据解释的速度。为了采用频率域的三位反演技术应用于航空瞬变电磁勘探系统的数据解释工作,需要对数据进行如下的预处理工作:（1）对数据进行校正和叠加平均,得到具有合理信噪比和符合理论计算坐标系统的感应电动势;（2）通过感应电动势和频率域磁场的微分关系,将感应电动势转化为频率域磁场数据;（3）计算给定大地电导率下的大地的频率域响应,提取反演计算中需要拟合的散射场的实部和虚部。本论文利用上述反演算法和数据预处理技术对山东昌邑矿区、内蒙古桃合木地区的半航空瞬变电磁勘探实测数据以及内蒙古锡林郭勒盟地区的直升机航空瞬变电磁勘探实测数据进行了解释和重建,反演的电导率分布与中国科学院电子研究所提供的钻孔数据和地球物理资料相符合,结果表明提出的三维伯恩反演算法能够有效的重建航空瞬变电磁勘探的数据。本文基于Tikhonov正则化的伯恩迭代三维频率域的反演技术,首次实现了用频率域算法解释半航空瞬变电磁勘探系统数据。同时也将算法扩展到直升机航空瞬变电磁勘探系统的应用中,为航空瞬变电磁的地球物理工程应用的三维反演计算的提供了新的计算思路。