混合源采集技术旨在消除常规地震数据采集相邻震源之间地震记录不能出现混叠的限制,允许多个震源在较小的时间间隔内同时激发,因此极大地缩短了施工周期,提升了空间采样率,改善了对地下构造的成像质量。对于采集到的混合源数据目前有两种主要的处理方法,一种是不分离,直接进行偏移成像处理,另一种是先进行分离,然后按照常规采集数据处理流程处理。本文主要研究内容为基于稀疏约束的反演分离方法,首先对国内外混合源采集数据分离技术发展现状做了梳理,分析了多震源数据混合采集的基本原理,给出了共中心点道集标准中值滤波的混合源数据分离方法,在此基础上研究了基于地震记录空间相似度的滤波窗口长度自适应的中值滤波分离方法,并用模型数据将两种中值滤波效果进行了对比,结果显示自适应中值滤波在处理倾斜同向轴混叠数据方面具有更好的效果。随后讨论了稀疏约束迭代收缩阈值算法分离混合源采集数据的基本原理,选取傅里叶变换、Curvelet变换和Seislet变换三种稀疏变换对模型数据和实际数据模拟的混合源采集数据进行了分离,验证了本文所述方法的有效性,结果显示Seislet变换比傅里叶变换和Curvelet变换具有更好的稀疏性,在处理混合源采集数据时效果更好。最后系统研究了阈值参数选取、迭代循环次数、倾角估计等参数对混合源采集数据分离效果的影响。