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多分量反射地震数据的联合反演一直受到PP和PS波同相轴的匹配、反演方法等难题所困扰。尽管在反演过程中，通过匹配PP和PS波同相轴可以完成联合反演，但是其计算工作量大且精度低。本文中，我们提出一种新的层速度分析方法， PS波能够在PP时间域成像，由此可以在PP时间域进行PP和PS波数据的随机反演。利用全局优化的快速模拟退火(VFSA)算法，可以实现PP和PS波叠前角道集的联合随机反演，其初始模型是通过测井资料内插而构建的具有高斯分布的分形随机模型。该方法已应用于合成和实际数据，可以准确地估计岩石物理参数，合成数据反演结果显示与模型数据吻合良好，实际数据反演结果表明与地震剖面和测井资料匹配良好。同时从多次VFSA的结果中，进行了非确定性分析。