时间域航空电磁法采用的发射回线边长一般为几米至几十米,当发射回线等效半径与接收线圈距地面的高度相差不大时,发射回线激励的电磁场不能再用磁偶极子产生的电磁场来近似。因此,研究回线源的层状大地航空瞬变电磁场具有重要意义。时间域航空电磁法又称航空瞬变电磁法,是以飞机为运载工具、以电磁感应为基础的地球物理探测方法。该方法基于不同探测目标的电学和磁学性质差异,由发射机向发射线圈中通以强大脉冲电流,在周围空间产生强大的脉冲一次场,地下导电体在一次场的激励下产生二次场,通过接收线圈观测二次场,对观测的数据进行分析和处理,获取地下地质体的相关信息。该方法能够进入森林、沙漠、沼泽、湖泊和居民区等地区进行探测工作,且勘查速度快、成本低、通行性好。由于回线源层状大地航空瞬变电磁场没有解析表达式,直接求解困难。首先以A.A.Kaufman推导地面水平层状介质下磁偶极子电磁响应的思路和M.Poddar计算地面矩形回线源的电磁响应为基础,推导出回线源层状大地频率域航空电磁响应的计算表达式。其次,采用Hankle变换和辛普森积分解决了电磁场表达式的内外层积分问题,由Guptasarma算法实现了频率域至时间域电磁响应的转换,通过地面与航空电磁响应的对比验证了算法的可行性和正确性。再次,研究了回线源层状大地时间域航空电磁响应的特征,分析了飞行高度和飞机抖动对电磁响应的影响,探讨了发射回线边长和发射电流与电磁响应之间的关系。并采用MATLAB里的图形用户界面工具设计了简单、易操作的回线源层状大地ATEM中心装置的图形用户界面。最后作了全文总结,并给出了进一步的工作建议。