直升机瞬变电磁方法是为了适应地表单元复杂多变、起伏剧烈和地质结构复杂等特殊环境而产生的一种探测技术。直升机电磁法自诞生以来，已被大量用于金属矿勘查、煤炭、油气勘查、海水入侵、水文地质调查和环境监测等领域，并以快速、经济而著称。我国矿产资源分布形态多样，多呈透镜状、扁豆状、脉状等分布，为了减小层状大地模型近似实际矿体模型而产生的误差，应采用三维异常体近似透镜状等矿体分布。已有的三维有限差分方法计算直升机瞬变电磁响应存在计算时间长、无吸收边界条件等问题。本文基于以上问题，在国家863重大科技攻关项目“吊舱式时间域直升机航空电磁勘查系统”和国家自然基金项目“基于全波形航空时域电磁探测的三维地质体识别关键技术研究”的支撑下，做了以下几方面的研究。在小宗量近似条件下，推导出了回线源在空中发射、地下接收的初始场计算式，并且实现了初始场的并行计算；以三次样条插值为基础，研究了非扭结边界条件下的双三次样条插值并行计算方法；将MAXWELL的旋度方程差分离散，推导出了电磁场在计算区域内三个分量上的计算式，采用三维Mur吸收边界条件，推导出了截断边界上的电场分量计算式，并实现了迭代场的并行计算，缩短了计算时间；分析了阶跃波直升机瞬变电磁响应特征，并研究了斜阶跃波的直升机瞬变电磁响应计算方法。通过上述研究提高了三维有限差分方法计算直升机瞬变电磁响应的速度，在相同计算区域内，提高了响应的计算精度，为三维反演提供了基础。