地空频率域电磁法是在地面布设大功率电性或者磁性激励电磁源,利用飞行平台在空中测量高精度磁场信号,具有地面大深度测量和空中快速测量的优点,能够适用山区、沙漠、森林等复杂地形条件下大深度勘探要求。随着空中三分量磁场测量技术的成熟和推广,地空频率域电磁法能够获取更加丰富和有效的地下信息,从而进一步提升分辨率和应用效果。为此,参照大地电磁法倾子定义,本文提出了一种新型地空频率倾子测深法,从一维与三维正演响应出发系统探讨该方法的有效性和可行性,并开发了一种快速成像算法,为该方法的应用和推广打下坚实基础。首先系统阐述了地空频率倾子测深法的基本原理和工作方法,并从电偶极子电磁场出发,推导均匀半空间及层状介质模型地空频率倾子的表达式,实现了地空频率倾子测深法一维正演算法。通过对层状模型响应一维模拟,归纳总结了地空频率倾子在接地长导线源激励下频率、偏移距、飞行高度等因素的影响规律。然后,采用有限体积算法求解Lorenz规范条件下磁矢势A和标势φ耦合对称方程,利用Jacobi迭代的QMR算法求解大型线性方程组,实现了地空频率倾子测深三维正演模拟,与地空电磁一维正演结果对比验证了三维正演算法的准确性。通过典型三维地电模型模拟表明频率倾子可以有效的反映地下介质横向电性变化;与磁场三分量响应异常对比结果表明,倾子响应受阴影效应影响较磁场分量更小,能够准确地识别三维异常体的边界位置;同时对不同场源形态和方位进行模拟证明,合理的布设多场源能增强信号强度且能突出了异常体边界电性变化引起的响应。为了提升地空频率倾子测深法的实用性,定义了地空频率倾子测深法全区视电阻率,通过二分法迭代技术实现了不同倾子分量全区视电阻率计算;然后推导了地空频率倾子测深法有效趋肤深度计算公式,实现了地空频率倾子测深法快速成像。通过一维层状模型与三维异常体模型试验验证了成像算法的准确性与有效性,并且给出了典型地电模型的成像效果。为此,研究结果为地空频率倾子测深法工作方法设计、数据处理解释提供基础,能够有效提升地空频率域电磁法的勘探精度和勘探效果。