地勘探正转向复杂地表条件和复杂地质条件的区域。采用常规处理手段已难以得到理想的时间域成像和叠后偏移结果。于是一些新的时间域成像技术和叠前偏移方法应运而生，CRS(CommonReflectionSurface)叠加便是其中的一种。CRS叠加的思想最早来源于Hurbal教授(1983)，它的主要特点是基于旁轴射线理论，用解析式表述了非均匀介质弯曲界面的运动学反射响应。它是通过法向地震波在地面的出射角α、法向入射点(NIP)波波前曲率半径RNIP、和法向(N)波波前曲率半径RN等地震三参数的优化实现地震成像。它的理论基础是几何地震学，考虑了反射层的局部特征和第一菲涅耳带内的全部反射，从而更有效地利用了多次覆盖反射数据的全部信息。 CRS叠加在具体实现时，采用了多级优化的策略。优化方法选取了线性搜索、下山单纯形算法、Powell算法等局部优化方法。实例表明，在低覆盖，低信噪比的数据中，CRS叠加明显优于CMP叠加、偏移到零炮检距(MZO)、NMO/DMO/叠加。即使是在复杂构造的情况下，这种技术仍可应用到实际数据中并显示了它内在的开发潜力。 山地资料信噪比低，地表地下的地质情况复杂。对山地资料的处理一直是地震资料数据处理行业的难题。基于复杂地表的CRS叠加在其叠加算子中就已包括了地表高程的信息，因此不需要预先对原始数据做静校正，而且得到叠加结果后利用CRS参数可以很容易地实现基准面重建。相信该方法在山地资料的处理中也将会大有用武之地。 近年来，CRS叠加理论由二维发展到了三维，并在实际生产中得到了初步应用。CRS叠加在提高叠加质量的同时，带来的是计算量的增加。与二维CRS叠加相比，三维CRS叠加算子由八个参数确定，即：ZO射线出射的倾角和方位角、NIP波波前曲率矩阵和N波波前曲率矩阵(均为2×2的对称矩阵)。而且这些参数都需借助相干分析来得到，并存在多参数耦合的情况。因此，应用三维CRS时，高效的参数搜索策略是非常必要的。利用分裂叠加算子的办法将搜索算法应用到参数的子集内，并引入了模拟退火全局优化算法。同时，采用并行技术大大减少了计算时间。 通过CRS叠加，不仅能够获得一个高质量的零偏移距(ZO)剖面，而且得到了三个重要的波场运动学参数。这些参数都与地震波场的运动学属性有关，从而具有更为具体的物理意义。利用CRS参数做部分CRS叠加，可以实现叠前数据的规则化，并提高信噪比。提高质量后的叠前道集可用于后续的常规处理。CRS参数还可以用来计算菲涅耳带半径，实现最优孔径可希霍夫偏移。 本论文研究的CRS参数正演可以对二维、三维CRS最佳参数优化策略的制定提供理论指导，从而促进三维CRS叠加的实用化。另外，通过CRS参数正演模拟可以对本征波在地下的传播、透射和反射有清楚的了解，从而有助于以后利用CRS参数做速度建模。在低信噪比的情况下，利用叠后CRS参数做速度建模有它一定的优势。该方法可以为其他更为精细的速度建模方法提供一个较好的初始模型。 CRS叠加在加强反射成像的同时，往往不能很好地保护弱反射和绕射信息，留有叠加剖面不够自然和叠后偏移效果差等问题。本论文利用双平方根方程，在共偏移距域做部分偏移得到共散射点道集。该道集与共中心点道集相比，有着更高的质量，并且已不存在相交倾角的情况。然后初步尝试了在共散射点道集中应用CRS技术，即将叠加和时间偏移同步实现，从而在理论上克服了这一弊端。CRS叠加相应地过渡为CRS偏移。新的CRS参数与成像射线对应，具有完全不同以往的物理意义，其潜在的用途尚有待进一步研究。