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本文首次将三维直角坐标系下导出的三维立体层析反演方法用于南海深水三维实际数据的偏移速度建模。三维立体层析反演的成功应用依赖于射线参数水平分量的正确提取以及则化项的正确实施，二者缺一不可。本文首先通过结构张量算法实现了对三维立体层析数据空间中最重要的数据分量：射线参数水平分量的高效率提取；其次，由于海洋三维数据具有炮线间距较大同时垂直于炮线方向的射线参数水平分量无法得到的特殊性，强化了规则化项的应用，最终够保证了算法的稳健收敛，反演得到的模型可以很好的服务于叠前深度偏移。基于三维理论数据与南海某实际三维数据