半航空瞬变电磁勘探法（SATEM）作为一种地面激发-空中接收的物探方法,可以快速准确实现大面积深部地下结构探测,适用于湖泊、沼泽和山区等地面物探工作无法开展的区域,在未来我国的资源勘查和工程施工领域有着不可估量的发展潜质,所以研究其数据处理和反演解释方法非常重要。本文针对现阶段半航空瞬变电磁法应用于实际勘探工作中存在的一些问题,总结了该方法数据处理的基本流程和注意事项,研究了数据处理流程、信号消噪方法和基于横向约束的拟二维反演研究,为该方法于工程应用领域提供了一定理论基础,具体工作内容如下:本文总结了半航空瞬变电磁数据处理的基本流程,包括测点经纬度转换为直角坐标系、测点坐标系转换、数据飞行高度校正、线圈姿态校正、信号基线漂移校正、二次场信号提取、信号叠加和信号抽道等。其中完成了以下处理工作:经纬度转换为直角坐标和测点坐标系转换;通过拟合高阶多项式来消除植被对激光测距仪测量的无人机飞行高度影响;对比分析奇异值分解和小波多分辨率分析消除半航空瞬变电磁信号中基线漂移的影响,讨论了两种方法的优缺点;改进二次场信号叠加处理的平均窗口形状,保证浅部地层电阻率结构的横向分辨率,增加叠加周期数提高晚期数据信噪比;实现了连续时间窗口等对数间隔抽道方法。然后在信号方法研究中讨论了半航空瞬变电磁法中主要噪声来源和噪声特点,选择利用奇异值分解法消除野外实测信号中常见的白噪声,利用一定带宽的数字谐振器压制工频噪声干扰。本文从各向同性水平层状介质表面接地长导线源电磁场的表达式出发,通过研究汉克尔积分、Gauss积分和基于Gaver-Stefest逆拉普拉斯变换法的频时变换方法,实现了半航空瞬变电磁法正演模拟。实现了半航空瞬变电磁法阻尼最小二乘反演方法,通过对不同地电模型反演,验证该反演算法的有效性。根据阻尼最小二乘反演法和横向约束理论,实现了基于横向约束的拟二维反演方法,分别对低阻梯形异常体模型和高阻梯形异常体模型进行正演模拟,然后用单点反演方法和基于横向约束的拟二维反演方法对这两个模型正演数据进行反演。通过对比反演结果发现,单点反演结果中电阻率易出现横向突变现象,而拟二维反演结果中电阻率易出现明显分层现象;相较于单点反演结果,拟二维反演的稳定性更好且受反演解释多解性的影响更小;拟二维反演方法对薄层的识别能力强于单点反演方法。