高铁线路的逐年增多,使得高铁线震源进入了地球物理学家们的视线。它的众多优点使人们设想应用这一信号进行地下介质构造勘探。高铁线震源与其他常用的震源机制有很大的不同,因此对应的处理方法也需要经过对理论震源机制及实际资料的相关分析来确定。本文首先对高铁理论子波进行了模拟,探究了高铁震源子波的形成过程,确定了子波形态及频谱的主要影响因素,同时也对比了实际数据,验证了这一震源机制的正确性。本文还分析了高铁数据的整体特征和某一单独列车的时域及频域特性,介绍了三种列车速度计算方法并给出了它们的使用条件和精确程度。在实际数据的处理过程中,本文通过建立理论模型和汽车震源数据的处理,确定了高铁数据处理的首要方向为谐波的压制,并根据谐波的不同特性提出了谐波压制的同步挤压短时傅里叶变换、奇异谱分析方法和直接计算谐波频率的三种方法。同时,使用地震干涉法对谐波压制后的数据进行处理,最后使用面波多道分析法对得到的虚震源记录中的面波进行了分析,证明了高铁震源对于浅地表勘探是可行的。