探地雷达(Ground Penetrating Radar，简称GPR)是用高频脉冲电磁波探测地下介质分布的一种地球物理勘探方，具有轻便、快速和高分辨率的特点，其运动学规律与地震勘探方法类似，因此不管野外数据采集还是室内数据处理解释都可借鉴地震勘探技术，在工程物探中的应用范围越来越广。论文前两章对探地雷达技术与FDTD的发展和探地雷达的原理进行了简要介绍，其奠定了本文的研究基础。文章中根据工作经验和他人的文献，提出了在野外工作中，必须根据探测目标体的大小、形状及埋深和所处的地质背景，采用相应的测量方法并选择合适的测量参数，保证雷达记录的质量和提高经济效益。探地雷达发射的是电磁波，而Maxwell方程组是电磁场基本方程组。文章第三章从Maxwell方程组出发，用时域有限差分(Finite-Difference Time-Domain Method，简称FDTD)法直接求解，在截断边界处设置完全匹配层(Perfectly matched layer，简称PML)，吸收效果良好，激励源选择与实际天线接近的雷克子波，最终模拟的电磁波传播过程直观，有助于了解电磁波在介质中的传播机制。第四章先介绍了探地雷达正演模拟的计算流程，以便于用计算机语言实现它，正演模拟了典型地电模型，包括管线简单化的圆形目标体、基岩界面简单化的水平层状介质以及两者结合的复杂模型和地质构造中有代表性的断层简单化的模型。并对正演模拟的数据进行振幅增益恢复、绕射偏移归位和CMP速度分析，验证了模拟结果的准确性和数据处理的有效性。最后根据正演的结果，加深对探地雷达反射剖面的认识，从而指导实际工作。正演的结果在隧道掌子面前方地质情况预报起到了实质性的指导作用，同时在管线探测中也提高了解释精度。