声波层析成像具有对待测物体没有损耗的优点,被广泛应用于医学检测、资源勘探、工程建筑无损检测和地球内部成像等领域。随着计算机和探测技术的发展,提高反演的精度和成像的分辨率一直是声波层析成像领域关注的焦点,本文通过研究直达波、反射波反演成像的特点,将直达波和反射波结合起来对试算模型进行反演计算,旨在增加有效反演信息,从而提高成像质量。首先,本文简要阐述了声波层析成像的应用领域和提高成像分辨率的意义,并对国内外关于直达波、反射波、多波联合成像的发展历史和现状作了简单介绍,然后从层析成像的数学和物理原理出发,介绍了正演模拟射线追踪插值计算走时和路径以及反演过程阻尼最小二乘法的计算流程。其次,本文通过直达波射线追踪,采用多尺度渐进网格对模型速度反演成像,同时利用反射波对模型速度及反射层位置进行反演成像,通过对比说明了两种类型波的成像效果和成像特点,并分析了单一类型波成像质量的影响因素。最后,针对单一类型波的反演精度低和实际应用的局限,本文同时利用直达波和反射波对模型速度和反射层位置进行了联合反演,通过对导数权重的调节,缓解了速度和界面导数因敏感度不同而导致的模型参数收敛速度相差较大这一问题。分别对水平和倾斜两种反射界面的模型进行了试算,以便检验直达波与反射波联合反演确实能够提高成像质量。