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把非均匀采样快速傅里叶变换（NUFFT）算法引入到探地雷达（GPR）成像的相移偏移算法中，避免了常规相移算法中的插值运算，实现了相移偏移的高精度快速计算；把最小二乘原理引入到匹配追踪（MP）算法中，克服了MP算法中寻找最优原子的耗时过程，并使用解析道和解析子波，实现了GPR信号谱分解的快速计算。然后，综合改进的相移偏移方法与最小二乘匹配追踪算法，提出了一种计算GPR偏移成像结果振幅谱和相位谱的方法，更有效地反映地下媒质的结构特征。模拟资料和实测资料的测试结果表明：相对单纯相移偏移方法，该综合方法能有效压制