航空重力梯度测量除了具有快速、经济、灵活等特点外,与传统的航空重力测量相比,梯度测量不仅可以测量重力位的一阶导数及其分量,还可以测量重力位的二阶导数,即重力梯度张量的各个分量。由于重力的高次导数具有比重力更高的分辨率,对小型地质体具有特殊的探测功能,综合利用重力梯度张量分量信息对地质解释的准确性有一定的提高,因而近十几年来航空重力梯度测量发展十分迅速。国外一些发达国家已具有比较成熟的航空重力梯度测量技术,在航空重力梯度测量系统和反演解释方法方面都取得很大的进步。而国内,航空重力梯度测量领域仍处于空白状态,所幸的是目前我国已经开展了航空重力梯度仪的研究与研制,并提前针对航空重力梯度测量的张量异常开展了反演解释方法的研究和反演软件的研制,以为后期实际梯度测量做好准备工作。在观测数据拟合达标和其它条件的共同约束下,构制使模型目标函数取极小的最优三维密度分布解。首先将光滑因子加入到模型函数中去,实现了模型的光滑约束。其次针对航空重力梯度反演中垂向分辨率低的问题,通过在反演过程中施加深度加权函数的技术解决这一问题。另外,利用拉格朗日法加入对数界限约束条件,即当反演出来的密度参数值为负时,强迫它接受约束的极限值,这个边界约束条件很容易实现,且通常能获得好的效果。核心工作是通过编写程序实现了重力梯度三维约束反演。通过参数实验,得出了每个参数的最佳取值,并与Li(1994)已有研究结果对比,验证了参数取值的正确性。在保证程序正确性的前提下,通过对不同模型的模拟精确数据及加入误差数据加入光滑因子,深度加权函数,正性约束等条件,采用一阶牛顿法进行反演求解,并对各种结果进行了分析与对比,结果表明该重力梯度异常反演方法所构造的密度分布基本上能从三维空间角度反映地下地质体的真实空间状态,特别是体现在深度分辨力上的大大改善。最后,针对具有较好深度分辨率的Uxz、Uyz和Uzz分量,进行了三分量联合反演模型实验,在加误差数据情况下,联合反演无论是在确定模型边界还是反演密度参数值上,效果都明显好于Uzz单分量反演。