低频可控震源能激发频率低至1.5Hz精确可控的振动信号。由于其激发信号稳定、传播距离远、无环境污染等优点,特别适合尺度为几十公里至几百公里的区域性地震探勘和地学问题研究,已成为地震勘探领域的重要研究前沿。本文利用目前国际上唯一能稳定激发3Hz(最低1.5Hz)以下低频信号的KZ-28LF和EV-56低频可控震源车。通过大量野外实验数据,研究了该低频可控震源车不同信号扫描方式下的激发信号特征、结果稳定性、不良数据剔除、精确激发时刻提取、子波压缩和信号增强方法。并通过提取面波频散曲线对利用低频震源车获得近距离浅层速度结构进行了测试。取得如下认识:1、低频可控震源车能持续稳定的激发频率在1.5~12Hz的低频信号。其中,1.5~9Hz能量较弱,信号外传不好,且存在能量较高的谐波成分,EV-56压制谐波较KZ-28LF好。编码激发信号在1.5~12Hz编码不均匀,能量峰值集中在4Hz和11Hz附近。2、使用波形互相关方法,能精确的提取每次激发波形,获得高精度的激发零时刻,且能剔除不良激发事件,减少不良激发班次对计算结果的影响。3、使用波形互相关和聚类分析方法,能评价震源车激发信号的质量,有效剔除不良激发班次。分析表明:单频激发信号的波形重复性最差,不能用于对波形重复性要求较高的介质波速变化研究;编码激发能持续一定时间的激发波形高度重复的编码信号;扫频激发波形重复性最好,最有利于通过叠加等方法增强信号,而且能用于介质波速变化的监测研究。4、相干法和反褶积方法能适应各种震源扫描信号,相干法得到的结果稳定性最好且信噪比最高;单频激发时仅能用相干法和反褶积法恢复信号;扫频激发时,互相关法和移动窗口互相关法恢复出的信号体波振幅偏大,面波振幅偏小。相干法得到的体波振幅较大,面波振幅与反褶积法相当。编码激发时,互相关法和移动窗口互相关法恢复的面波信噪比很低,相干法得到的体波振幅较大,面波振幅与反褶积法相当。5、距离震源车40km的地震台从频域看,能记录到震源车激发的信号。通过叠加方法能增强微弱信号,直接线性叠加方法能识别40km内的震源车信号,相位加权叠加和考虑rms值的相位加权叠加方法能显著提高信噪比,有效识别距离100km内的信号。6、利用低频可控震源车激发的数据,可以得到震源车和台站间的介质频散信息,进而可以利用低频震源车获得近距离浅层速度结构。本文获得的研究结果有利于指导低频震源车野外激发实验设计、数据处理方法和步骤的选择,对利用低频可控震源车探测地下结构及其变化具有重要意义。