本论文主要讨论了探地雷达深层回波的正演模型计算，探地雷达在测量各向异性介质过程中出现的场量耦合效应，以及测量数据的三维网格重建与数据可视化等问题。主要内容包括：(1)采用辅助差分方法仿真对比色散媒质中正弦脉冲与高斯脉冲的传播特性，分析仿真过程中因脉冲时域截断效应而引入高频振荡干扰的原因；(2)针对均匀分层模型，采用普通差分与辅助差分的计算结果，对比、分析辅助差分方法本身会给计算带来的振荡效应；(3)对冰雪电磁特性进行深入的调研，从微观角度分析冰雪电特性色散及各向异性特征；(4)对冰介质层进行横各向异性建模，仿真探地雷达测量过程，预估场量耦合效应，为极化测量的工程应用提供理论依据；(5)使用标准图形绘制方法，在回波数据处理中引入图像处理中的滤波、图像平滑等算法，增强雷达图谱的表现度；(6)采用OpenGL开发库与MFC开发三维数据可视化平台，对湖面实测SegY数据与地下管道SegY数据进行分析，三维可视化重建得出较好的结果。