航空瞬变电磁法（ATEM）是以地面电磁法为基础发展起来的一种电法勘探方法。航空电磁法的发展是为了进行大面积的快速采集数据以及对不利于开展地面勘探的工作区域进行探测,例如河流、冰川和沙漠等。关于航空瞬变电磁法正反演研究方面,当前的研究主要集中于各向同性介质,且航空瞬变电磁法各向同性一维正反演方面的研究比较成熟,并且关于二、三维正反演的研究也逐渐成熟。对于各向异性介质,目前只有少数关于航空瞬变电磁法各向异性正反演研究的相关报道。航空瞬变电磁法各向异性一维正反演的效率高,但一维情况不太符合实际地下介质分布,而航空瞬变电磁法各向异性三维正反演的计算量非常大,因此开展航空瞬变电磁法各向异性二维正反演的研究显得尤为必要。本文主要研究航空瞬变电磁法主轴各向异性二维反演。正演是反演的基础,采用有限单元法求解波数域的二次场,转换到空间域,与一维数值模拟求解的一次场求和得到频率域总场,再傅氏反变换为时间域,实现航空瞬变电磁法主轴各向异性二维正演。实现二维正演代码后,设计理论模型,验证二维正演代码的正确性。在反演方面,建立适用于航空瞬变电磁法主轴各向异性二维反演的目标函数,采用伴随方程法求解灵敏度矩阵,进一步实现目标函数的梯度计算。应用开源的有限内存拟牛顿（LBFGS）反演理论及算法流程最优化上述目标函数并更新迭代主轴各向异性模型参数,从而实现航空瞬变电磁法主轴各向异性二维反演。采用Fortran语言编写代码,得到航空瞬变电磁法主轴各向异性二维反演程序。通过理论模型合成数据以及实测数据的反演结果进行验证反演程序的可靠性和稳定性。为了减小航空瞬变电磁法主轴各向异性二维反演的多解性,提高反演的稳定性,在目标函数中引入各向异性约束项,实现了带约束的航空瞬变电磁法主轴各向异性二维反演。理论模型合成数据的反演算例结果表明:进行航空瞬变电磁法主轴各向异性二维反演,不加各向异性约束时,X轴和Y轴方向异常体的电阻率值和位置恢复相对较好,Z轴方向电阻率的反演效果较差;加各向异性约束后,Z轴方向电阻率的恢复有一定的改善,但反演效果仍然不如X轴和Y轴方向电阻率。为了提高航空瞬变电磁法主轴各向异性二维反演程序的计算效率,在计算灵敏度时加入footprint法,理论模型合成数据的反演算例结果表明:与不加footprint法的航空瞬变电磁法主轴各向异性二维反演相对比,加footprint法的二维反演效率得到了提高。