我们从台阵反投影基本原理出发,对目前的反投影方法存在的问题进行深入剖析,提出了一种多台阵反投影新方法——多台阵分离变量反投影。我们根据反投影本质上是对地震波进行相干叠加的事实,引入光学中的瑞利准则和信息论中的空间采样定理,从理论上定量的分析了地震台阵的分辨能力和信号空间采样的最高有效频率。我们利用中国国家台网构建大孔径、高密度的圆形台阵,详细测试了台阵的广义台阵响应函数分布特点。我们发现广义台阵响应函数与经典的台阵响应函数存在着很大的区别:即使是圆形的台阵,其广义台阵响应函数分布也不是圆形的,而且同一个广义台阵对不同方位的地震具有不同的广义台阵响应函数分布。我们提出仰角压缩效应、台阵投影效应和震源投影效应三个概念,结合路径差异的影响,从物理上很好地解释了广义台阵响应函数呈现椭圆分布规律的原因。椭圆形的广义台阵响应函数分布表明,广义台阵在方位角和震中距两个方向的分辨能力存在较大的差别,据此我们提出了多台阵分离变量反投影方法。新方法从单台阵反投影结果中分离出精度更高的方位角信息,联合两个以上台阵确定震源破裂过程。该方法剔除了精度较低的震中距信息,最大程度上消除了实际射线路径与一维速度模型差异的影响,克服了经典反投影中震源深度恒定假设引入的震中距误差。新方法可以使用多个不同方位的台阵,每个台阵孔径较小,可避免辐射花样和多普勒效应的影响。我们使用非负最小二乘法去除了滑动时间窗对高频能量的平滑效应,得到的能量释放时间函数更接近震源高频能量释放过程。我们设计了两种典型的震源模型,一种是倾角较小的逆冲断层,另一种是倾角较大的走滑断层,输入的震源深度都发生显著变化,计算出理论地震图,对新方法进行了详细测试。理论测试结果表明该方法能够消除不同方位台阵成像结果之间的差异,当震源深度发生显著变化,新方法能够保证反投影结果仍然准确。在远离初始破裂点的位置,不借助余震校正,其定位结果仍然具有较高的精度。最后,我们将新方法应用于2015年的尼泊尔大地震和2018年印度尼西亚大地震,得到了与GPS和In SAR等大地测量手段一致的成像结果。