反射声波层析成像在观测方式上更便捷，对于观测条件及观测物体没有要求，是一种无损检测方式，有很重要的研究价值及意义。但由于其观测方式有限、反射界面位置形状的不确定性、速度与反射界面耦合等问题，其成像结果还有待提高，有继续深入研究的必要。本文旨在通过提出一种新的目标函数实现反射界面与速度模型的独立反演。具体工作如下：　　首先，本文阐述了反射声波射线追踪及其层析成像方法的研究目的和意义，以及国内外对课题的研究历史与发展进程。同时还介绍了层析成像的数学基础以及射线追踪的基本原理；对于反射点、反射界面的处理应用到的数学方法；反演成像中应用的最小二乘的方法。　　其次，本文建立了反射声波射线追踪的模型，用Hamiltonian函数描述射线轨迹，以打靶法进行射线追踪。实现反射声波的射线追踪，并将其适用于各种介质模型，得到反射声波的角度以及时间信息，并以此为基础进行反射声波层析成像的反演计算。　　最后，本文提出一种新的目标函数建立的方法，结合最小二乘法进行反演计算，通过利用反射声波射线角度反演反射界面，通过利用反射声波射线走时反演速度模型，实现了反射界面与速度分开反演，模型的试算结果表明此种方法是可行的。