方位探测技术以提供目标的空间位置为主要任务,是进行目标搜索、定位和跟踪的关键环节。当探测范围是全空间区域时,目前仅有以雷达为代表的定向方位探测技术才能提供准确的目标方位;非定向方位探测技术面临的主要问题是无法唯一地确定目标的空间位置。有鉴于此,本文以非定向反射弹性波方位探测技术为对象,针对其中的方位非唯一性问题展开研究工作,主要内容包括以下几个方面:论文从波场特征的角度解释了非定向探测技术需要考虑方位非唯一性的原因:非定向探测系统的辐射波场具有对称性;从实际操作的角度回答了反射波方位探测时倾角的测量不会出现方位非唯一性的原因:利用接收器与激励源的位置关系可以对反射波进行分类,进而判断出界面的走向。此外,因为与目标方位一一对应的波矢方向无法通过单个接收器测量,所以体波波矢方向与偏振方向(或位移矢量方向)之间的非一一对应关系决定了非定向探测技术中方位非唯一性存在的必然性。对波矢方向与偏振方向的分析表明:即使是三维空间中的目标定位,依靠信号处理技术就可以将目标方位角限定为两个相差180°的角度。然而,这也是信号处理技术所能得到的最好结果;唯一地确定目标方位角还需要借助一定的辅助信息来实现。在反射波探测技术中,激励源的信息属于已知信息、是作为辅助信息的首选,但是如何利用这一信息,还需要深入研究波的反射行为。论文推导、分析了弹性波位移反射系数与法应力反射系数的形式表达式,得到了上述反射系数间的符号关系:在与源和接收器连线垂直的方向上,法应力反射系数与位移反射系数具有相反的符号。由于反射系数符号的正或负分别对应着反射波与入射波间保持形状一致或波形反转,所以这一波动规律实际上体现的是反射行为对同一道反射波不同观测量的波形改变效果。针对井外界面远探测问题,论文研究了弹性波传播过程中的波形变化。结果表明:在井下声反射远探测时,即使是耗散介质且存在一定程度的速度频散,导致波形反转的主要原因仍然是波的反射。这说明在实际应用中,利用波形是否反转分析波的反射行为是可行的。其后,本文给出了反射波方位探测中唯一确定界面方位角的方法,分析了这种方法的应用前景。尽管增加了一个观测量,但是该技术充分利用了激励源的信息,可以独立实现目标定位。与传统的非定向探测技术相比,其优越性主要体现在目标定位上,即唯一地确定了方位角;与定向探测技术相比,其优越性主要体现在对的目标时时监控上,即不需要探测仪器转动。最后,本文利用时域有限差分技术进行了数值实验,测试了文中提出的方位角确定技术。数值实验所采用的模型有两种:单一界面模型和单井成像模型。利用数值模拟数据进行的方位探测实验表明:本文技术确实可以实现目标的准确定位;单井成像中井外界面识别的数值实验也说明本文技术已经初具应用价值。