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基于非零炮检距的真振幅单程波动方程地震叠前正演和叠前偏移理论，提出了基于波动方程的地震观测系统设计方法．采用真振幅单程波动方程进行计算，补偿了几何扩散造成的能量损失；正演记录只包含一次反射波和不规则点的绕射波，具有很高的信噪比．理论模型的实验结果表明基于波动方程的波场快照与射线路径具有很好的类比关系，可以定性地描述地震波的传播；在消除界面的波阻抗差异的影响后，正演记录的叠前偏移剖面不仅与原始地质模型具有很好的对应关系，而且其同相轴的能量与覆盖次数成正比，通过提取目标层位的能量可以定量地分析覆盖次数的高低．