多震源采集技术有利于促进经济节约,改善成像质量。然而,这种采集方式易产生严重的混叠干扰,且无法直接利用常规的地震数据处理流程进行处理,因此必须对采集到的多震源数据进行分离。本文中,主要利用基于曲波变换的稀疏反演方法进行多震源数据的分离。首先,将多震源数据分离问题表达为一个反演问题,利用三种反演迭代框架进行求解,并从理论及模型测试两方面对这三种迭代框架进行对比分析,最终选择一个较合适的迭代框架;其次,为了突出基于曲波变换的反演方法的优势,选取基于低秩的反演方法作为对比方法;最后,针对基于曲波变换的反演方法对曲率较大的数据处理效果不佳的现象,通过分析大曲率数据及小曲率数据在曲波域系数稀疏度的差异,找出大曲率数据处理效果不佳的原因及小曲率数据的优势,并提供一种近似平行算子将大曲率数据变为小曲率数据,对原始方法进行改进。改进的方法在反演的过程中,将提供的近似平行算子与曲波变换算子联合构成相干滤波算子,进行迭代反演,可较大程度上改善分离结果。同时,本文为了验证改进方法的有效性,测试了两组混叠模型,并取得了较好的分离结果。