地震子波的准确提取对地震反褶积处理、波阻抗反演和正演模拟具有重要意义,但现有的子波提取方法中子波相位往往难以准确估计。常规解决方案是对反褶积后的地震记录进行相位校正处理,以消除子波残余相位影响。但由于对校正对象特性认识不足、校正方法自身存在局限等原因,传统的子波相位校正方法消除子波相位影响的结果往往不理想。本文深入研究了子波相位对反射系数序列反演的影响规律、子波相位校正约束判别准则和子波相位校正方法,并将其扩展到非平稳地震记录处理领域,完成了以下具有创新性的工作:为研究子波相位对反射系数序列反演结果的影响规律,明确校正对象特性,本文采用自回归滑动平均(Autoregressive Moving Average,ARMA)模型描述地震子波,并通过对称映射ARMA模型零极点的方式构造一系列具有相同振幅谱、不同相位谱的地震子波,采用构造的地震子波对合成地震记录进行反褶积处理,分析总结得出子波相位对反演的影响规律:当地震子波相位估计不准确时,反射系数序列反演的结果中会残留一个纯相位滤波器,即反演结果为真实反射系数序列与纯相位滤波器的褶积,并且此纯相位滤波器的相位谱为真实子波相位谱与估计子波相位谱之差。数值仿真实验和实际地震资料处理验证了子波相位对反射系数序列反演结果的影响规律,通过最大方差模和变分两种准则可以准确辨识出真实子波的反演结果。为解决现有子波相位校正方法中约束判别准则对噪声敏感的问题,本文提出了一种基于高阶累积量零点切片的子波相位校正约束判别准则。在综合对比常用约束判别准则抗噪能力的基础上,建立含噪反褶积模型,从高阶累积量对高斯噪声“盲”的特性出发,给出了采用校正结果高阶累积量的零点切片作为子波相位校正约束判别准则的可行性推论,以增强子波相位校正方法的抗噪能力。数值仿真实验和实际地震资料处理证明了该准则可在噪声污染地震记录中有效实现子波相位校正结果的准确判别。为解决传统子波相位校正方法校正结果精度不高的问题,本文提出了一种线性与非线性相结合的子波相位校正方法。该方法首先采用基于高阶累积量三谱的矩阵方程法(线性方法)预估子波相位残余,然后通过单位化振幅谱的方式构造可遍历任意因果和相位特性的纯相位滤波器,并采用纯相位滤波器寻优法(非线性方法)准确估计相位残余,最终通过相位谱除实现子波相位校正。该方法突破传统子波校正中的常相位假设,可适用于任意因果任意相位特性的子波相位残余校正中,能够在保证校正精度的前提下提高校正效率。数值仿真实验和实际地震资料处理证明了该方法能够有效校正子波残余相位,并具有良好的抗噪能力。本文将线性与非线性相结合的子波相位校正方法应用于时变子波相位校正中,以解决非平稳地震记录中时变子波相位校正问题。在建立地震记录时变子波模型的基础上,研究了时变子波相位对校正处理的影响规律,分析了直接应用线性与非线性相结合的子波相位校正方法的缺陷,并在此基础上提出一种分段时变子波相位校正方法。该方法将地震记录分解成若干等长的重叠片段,采用线性与非线性相结合的子波相位校正方法在每段中提取子波相位残余,并将提取的相位残余延拓至每一时间点,采用时变反褶积恢复原始的反射系数序列。数值仿真实验和实际地震记录处理结果验证了该方法的有效性和可行性。通过以上内容的研究,明确了子波相位对反演结果的影响规律,提供了一种对高斯噪声具有较强抵抗能力的相位校正约束判别准则,提出了一种线性与非线性相结合的地震子波相位校正方法,并且针对非平稳地震记录中时变子波相位校正方法进行了初步研究,为提高地震记录的分辨率提供了一条新的途径。