航空重力测量是一种新型的重力测量技术，它以飞机为载体，综合应用重力传感器、GPS、测高仪、姿态传感器等设备测定近地空间重力。航空重力测量是重力测量的一次突破性变革，是传统重力测量和卫星重力测量有效的补充方法，在地球物理、大地测量学等学科有广泛的应用前景。　　 航空重力测量的成熟使快速进行高精度低空重力异常变成现实，但大地测量学中惯用的是地面或大地水准面重力异常，如何把航线高度重力异常向下延拓到地面成为航空重力数据处理的关键问题。向下延拓是向场源方向进行延拓，但场源的性质未知，所以向下延拓是不稳定的。向下延拓是实测重力场的非平稳放大过程，如果观测量含有微小误差，则延拓后会产生很大误差，造成延拓失真，是不适定问题。所以，如何消除或削弱向下延拓的不稳定性，寻找合适的解算方法，进行较精确的向下延拓是非常必要的。由于系统误差或模型误差的存在，以线性模型为基础的经典最小二乘平差模型已经不能完全适应向下延拓的需要，需要研究适用性更广泛，更一般的平差模型。半参数模型把函数模型分为一个参数分量，一个非参数分量和随机误差分量三部分，参数分量描述了观测量中函数成分，非参数分量专门表示函数关系未知的系统误差或模型误差，因而该模型具有很好的适应能力。本文在总结传统航空重力向下延拓的基础上，把半参数模型成功应用到航空重力向下延拓中，对航空重力数据处理提供了新的解决办法，具有很大的实用价值。　　 本文的主要研究内容和研究成果如下:　　 第一章为绪论部分:主要介绍了航空重力测量的发展及其应用，概述了航空重力测量向下延拓现状，介绍了现有的几种向下延拓模型;并写出了本文的研究内容。　　 第二章介绍了航空重力测量基本理论:从航空重力测量的基本原理出发，总结了航空重力测量的基本原理和系统组成，并详细介绍了航重力数据处理流程、精度评定方法和准则。编制了详细的航空重力测量数据处理流程图，为数据处理集成提供了有效的参考。　　 第三章为航空重力异常插值格网化:航空重力测量得到的是离散的重力异常数据，而向下延拓算法基本都基于均匀格网数据，所以必须先进行空中重力异常格网化，才能进行向下延拓计算。本章研究了四种传统的重力异常数据的插值格网化方法，并对一测区数据进行了计算分析，发现普通克里金插值法适合空中重力格网化。　　 第四章为航空重力测量数据向下延拓方法介绍:详细介绍了逆Poisson法、虚拟点质量法、最小二乘配置法、向下延拓的正则化法等四种向下延拓模型，以及各个模型的解算步骤，并对四种模型进行了深入比较，分析了各个方法的优缺点和适用范围。　　 第五章为半参数模型及其在航空重力向下延拓中的应用:因为航空重力向下延拓是信号的非平稳放大过程，观测值的微小误差延拓后可能掩盖真实值，造成延拓失败。测量数据不可避免含有系统误差，所以如何消除系统误差，减小系统误差对延拓结算的影响成为向下延拓的关键问题，半参数模型可以有效的分离观测数据系统误差，本章把半参数模型应用到航空重力数据向下延拓中，建立了两种半参数向下延拓模型:　　 1、半参数直接延拓模型;　　 2、基于正则化的半参数向下延拓模型。　　 第六章为航空重力数据向下延拓仿真实验:应用传统向下延拓模型和半参数模型对仿真空中重力异常数据进行了深入解算。首先应用重力异常解析向上延拓模拟了一组不同高度的航空重力异常数据和地面“真实”数据作为解算和研究的主体，采用传统的四种模型和半参数模型把不同高度的重力异常延拓到地面，进行精度评定。试算结果表明:基于正则化的向下延拓模型由于其他三种传统模型（逆Poisson法、点质量法、最小二乘配置法）;半参数直接延拓模型优于逆Poisson模型;基于正则化的半参数模型在几种延拓模型中延拓精度最好并能有效的分离系统误差，从而验证了半参数模型应用到航空重力向下延拓中的可行性。　　 第七章为结论部分:总结了本文的主要研究内容，针对本文的一些不足和局限性，对未来研究的方向和主要工作进行了展望。