基于交叉梯度理论,本文实现了重力、磁法与大地电磁的三维联合反演算法。首次将交叉梯度引入到三种参数的三维联合反演中,使三种物探方法在纵、横向上分辨率实现互补。分别对大地电磁、重磁三维反演做了基础性的研究工作:在大地电磁方面,研究了数据空间三维反演方法,有效降低了三维反演所需要的内存,提高了计算效率。在重磁方面,研究了重磁正则化约束反演方法,并加入深度加权和对数障碍项,使模型扰动量更加稳定,物性范围更加合理,收敛速度更快。对于大地电磁数据空间三维反演和重磁三维正则化反演,本文都分别使用多个理论模型合成数据进行试算,并对单方法反演结果做了具体分析。本文用上述三维联合反演算法对理论模型合成数据进行了反演试算,理论模型计算的结果表明,使用交叉梯度耦合电阻率、密度和磁化率的联合反演,不依赖于岩石物性之间的定量关系,能够使三种参数在反演迭代过程中在结构上相互约束,可获得更可靠的反演结果,明显优于传统的单一反演结果,说明了本方法的有效性和普遍适用性。