本论文的研究课题主要集中在两方面:电磁逆时偏移成像技术以及任意各向异性时域有限差分方法（Finite-Difference Time-Domain,FDTD）下的 Bloch-Floquet周期边界条件研究。鉴于电磁FDTD方法具有计算效率高、内存较小且易获得近似数值解等优势,这两个课题的算法基础均是来源于以此方法作为底层基础,并进一步地开展课题研究。在逆时偏移成像技术的框架下,发射阵列的各个单元轮流将信号传输到待探测区域,然后接收单元记录来自该区域的反射和散射信号。这种丰富的反射波与散射波信息可用于根据估计模型中发射信号和接收信号之间的互易性和波场相关性获得图像。逆时偏移成像技术开始逐步应用于地质分析、地震研究以及生物医学成像。电磁逆时偏移成像技术主要是在未知地下结构分布的前提下,采用了多站超宽带天线轮流发射电磁脉冲,对实验过程测量的发射信号和反射信号进行处理,有效实现在模拟月球土壤环境结构中的地下成像研究,并能够大致预估了埋藏物体的位置。在优化传统逆时偏移成像技术方面,做出了如下三步操作:代码并行处理、稀疏存储时域边界场以及底层算法的高阶优化。经过前三年项目工作上的上万次重复验证后,本论文讲述的高阶电磁逆时偏移技术成功地实现了对嫦娥五号在地球实验室中的实测数据率先实现高分辨率的地下三维电磁成像起到非常重要的意义。本论文中还开展了第二个研究课题,其主要内容是实现任意各向异性FDTD下的Bloch-Floquet周期边界条件。各向异性媒质的电磁特性在很多电磁数值计算方法中得到了讨论和验证,可惜的是这些方法目前大多数都是局限在二维空间的电磁问题或者部分各向异性的特殊媒质中进行分析,并且大部分情况下都是缺乏实际应用。由任意各向异性媒质的麦克斯韦旋度方程出发,将介电张量、磁导率张量、电导率张量以及磁损耗张量引入到电磁FDTD方法当中,实现了各向异性媒质中的时域电磁计算,进而结合Bloch-Floquet周期边界条件的理论,在斜入射电磁波问题上对分层各向异性媒质模型进行数值计算与传输能量分析。与多物理场商业软件COMSOL进行对比,电磁FDTD方法在计算问题上能精准对比,还能节省更多的计算资源。