航空重力梯度测量是地球物理勘探领域中一项革命性的技术。它有很多优点,特别是重力梯度异常值能够反应出地下地质体的细节,比重力异常值具有更高的分辨力,综合利用各梯度张量分量信息能够提高地质解释的准确性。在实际勘探中有着广泛的应用前景。近十几年来航空重力梯度测量发展十分迅速。国外,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。本文基于该反演解释方法研究课题。首先,研究了三维重力梯度张量正演理论以及正则化反演方法,改进了盛君(2008)的反演计算程序,提高了计算精度。其次,在正则化反演航空重力梯度异常的研究之中,重点解决了反演模型的深度分辨力低的问题,给出了有效和实用的解决该问题的方法。众所周知,位场反演的共同缺点是反演深度分辨力低。与其他重磁异常数据一样,航空重力梯度反演得到的三维密度结构总是趋于集中在近地表,即反演深度分辨力低,俗称模型“上漂”。该现象严重地制约着反演效果。因此,为了更好反演出符合地下真实情况的三维密度模型,必须解决好模型深度分辨力问题。本文提出在正则化反演方法中引入加权技术可以改善反演模型的深度分辨力。首先,给出适合航空重力梯度反演的深度加权函数,重点研究了选取不同加权参数对反演效果的影响,得出加权效果的好坏取决于所选取的加权参数是否合理;其次,给出了加权函数中加权参数的选取原则。模型实验表明,本文所选择的加权函数能够达到改善反演深度分辨力的目的,根据加权参数选取原则计算得到的加权参数(加权函数)能够不同程度地改善航空重力梯度各分量的反演结果。此外,本文还研究了联合反演航空重力梯度异常多分量方法。结果表明,在不加权反演时,联合反演多分量梯度异常比仅仅反演单分量梯度异常有更高的深度分辨力。