地面磁共振技术已经被广泛应用于地下水勘探中。在城市、隧道、矿区等复杂噪声环境下,使用米级小线圈进行浅层地下水探测时,施加预极化场可以增强磁共振信号的幅值。预极化场的发射强度和关断方式对磁共振信号幅值的增强程度极其重要。针对预极化电流发射时间长、发射强度大和叠加次数多的大功率循环发射特点,本文提出了IGBT并联预极化电流均流发射技术,实现了大功率直流脉冲的发射;针对预极化场的空间分布特点和关断条件,提出了预极化场可控绝热关断技术,实现了预极化场关断过程的可控性和一致性;结合预极化场地面磁共振发射系统整体结构,进一步设计了交流场发射电路和发射控制系统,并且最终完成了预极化场地面磁共振发射系统的研制。本文的主要研究内容如下:（1）研究了预极化场地面磁共振探测的基本原理。通过数值计算和有限元仿真,分析了预极化场的空间分布特点。对氢质子的磁化强度和灵敏度核函数进行了计算,得出了提高预极化场的发射强度可以增强磁共振信号幅值的结论。分析了预极化场关断过程中磁化强度的进动过程,并结合其空间分布特点,研究了预极化场的关断条件。（2）设计了预极化场直流脉冲发射电路。通过数值计算和仿真分析了IGBT并联预极化电流发射不均流的影响因素。提出了预极化电流均流发射技术,介绍了发射原理和实现方案,进行了仿真验证。设计了预极化场发射电路,并且进行了实验测试,当主功率开关管采用两个IGBT并联时,可以实现预极化电流的均流发射。（3）设计了预极化场可控绝热关断电路。研究了预极化场关断电路的特点,并对几种传统的关断电路进行了介绍。针对传统关断电路的不足,提出了预极化场可控绝热关断技术。设计了基于半控型全桥和电容组的可控绝热关断电路,研究了关断电路的工作时序,并对关断进程进行了数值计算。同时设计了相应的控制电路和关断电容组电压检测电路等。对预极化场关断过程的可控性和一致性进行了仿真验证和实验测试,当电容组电压从65V到300V变化时,预极化电流关断末期指数衰减的初始振幅从15A到48A增加,关断时间从1.4ms到1ms改变,可以实现关断波形和关断时间的优化,并且当发射参数不同时可以实现相同的指数衰减波形和相同的关断时间。（4）完成了预极化场地面磁共振发射系统的研制,并且进行了野外磁共振实验。针对预极化场地面磁共振探测的要求,设计了交流场发射电路,包括全桥逆变电路和电流检测电路等。并且设计了发射控制系统,对控制系统结构、通信单元以及发射控制流程等进行了详细的介绍。最后对发射系统进行了整机测试和野外磁共振实验,在城市复杂噪声环境下对冰下含水层进行了测量,获得了有效的磁共振信号,验证了该系统实际探测地下水的性能及有效性。本文完成了预极化场地面磁共振发射系统的研制,通过大量的实验室测试和城市空间环境下的磁共振探测实验,验证了发射系统的有效性。本文的研究将促进预极化技术在城市、隧道、矿区等复杂噪声环境下的应用与发展。