海上地震勘探相对陆地地震勘探有着得天独厚的优势,具备效率高、成本低、见效快的特点,所采集的地震资料往往具有较高的信噪比。但海上地震勘探也面临诸多问题,其中,广泛发育的虚反射会在地震资料频谱中形成陷频点,降低地震剖面的分辨率。为了获得频带更宽、信噪比更高的地震资料,海上宽频地震勘探逐渐成为研究热点。斜缆采集技术作为海上宽频地震勘探中的一项重要技术,在采集的过程中引入多样化的虚反射,导致使得陷频点的位置发生变化,从而某些被陷频的频率成分得以恢复,为后续虚反射的压制提供了可能。本文围绕斜缆宽频地震的正演模拟、虚反射机理以及虚反射压制方法展开了相关研究。首先,利用射线类方法对斜缆地震波场进行了正演模拟,分析了斜缆地震数据的波场特征以及虚反射对一次反射波和叠加的影响。推导了虚反射的频率特性公式,并讨论了不同电缆沉放深度对地震资料频谱的影响。随后,基于斜缆观测条件下平面波的传播特性,重点研究了一次波与虚反射的时差关系。通过分析和改进传统的线性Radon变换,结合一次波和虚反射时差关系,研究了一种基于平面波分解的虚反射压制算法,构建了斜缆地震资料虚反射压制的基本流程。论文最后,研究了基于压缩感知理论框架的高分辨率Radon变换,与传统的基于Radon变换正反演的虚反射压制算法相结合,能够极好地消除假频和截断效应,提高反演结果的分辨率,进而提高虚反射压制后结果的信噪比。研究结果表明,本文提出的虚反射压制算法能够很好地压制二维、三维斜缆数据中的虚反射,通过频谱分析可以发现,处理结果的陷频点得到补偿,地震资料的有效频带宽度得到拓宽。