地震子波在地震资料处理中有着重要意义,其准确性直接影响后续处理结果。由于波前扩散和吸收衰减的影响,地震子波具有时变特性。目前,时变子波提取精度有待提高,为实现时变子波的准确提取,论文从振幅谱和相位谱两个角度出发,深入分析了时变子波振幅谱提取方法和时变子波相位谱提取方法,并完成了以下具有创新性的工作:首先,针对基于时频多项式谱模拟的时变子波振幅谱提取方法存在能量扩散和多项式阶数需人为确定等问题,提出了一种基于改进时频谱模拟的时变子波振幅谱提取方法。为有效减少地震记录时频谱的能量扩散,采用同步挤压改进S变换提取地震记录时频谱,通过挤压时频谱的能量,使能量聚集到信号的真实频率处,提高了地震记录时频谱的提取精度。针对多项式阶数需人为确定的缺陷,建立了描述估计子波振幅谱质量的评价函数,通过对比评价函数的值实现了多项式阶数的确定,提高了子波振幅谱的提取精度。仿真实验和实际地震资料处理验证了方法的有效性。其次,针对传统时变子波振幅谱提取方法受限于子波振幅谱形态、进而影响子波振幅谱提取精度的问题,考虑斯皮尔曼等级相关系数适用于描述短数据相关性的特点,提出了利用斯皮尔曼等级相关系数来描述反射系数序列间的相关性,进而实现时变子波振幅谱提取的方法。方法应用自回归滑动平均模型对地震子波进行参数化建模,采用斯皮尔曼等级相关系数描述反射系数序列间的独立特性,在反射系数独立性最大的原则下求得子波模型参数,实现了子波振幅谱求取。仿真实验和实际地震资料表明,相比基于改进时频谱模拟的时变子波振幅谱提取方法,该方法有着更高的子波振幅谱提取精度。最后,为解决在低信噪比的情况下,基于纯相位滤波器的时变子波相位提取方法提取的相位准确度较低的问题,从减小子波与常数相关性的角度出发,提出了一种基于改进纯相位滤波器的时变子波相位提取方法。方法采用算数平均滤波法对地震记录进行滤波处理,得到权重函数,将零相位判别准则中的地震记录替换成权重函数与地震记录的乘积,减小了含噪子波与常数相关性,解决了相位提取准确度较低的问题。仿真实验和实际地震资料处理验证了方法的有效性。