本研究论文首先分析了当前深度偏移算法存在的问题,即目前地震数据采集系统提供的边界条件无法准确的在深度域求解二阶偏导数声波方程的矛盾。为了解决这一矛盾问题,本论文采用了陆地双检波器地震数据采集系统。在双检波器地震数据采集系统中,我们在距离常规陆地检波器一定深度处放置第二个检波器,这为在深度域求解二阶偏导数声波方程提供了充分的边界条件。基于双检波器地震数据采集系统,本论文提出了三种实现算法。在第一套双检波器全声波方程深度偏移算法中,我们通过利用地表处的波场值及波场对深度方向的偏导数两个初始条件对关于深度的一阶偏导数声波方程进行数值求解。在求解过程中,为了消除倏逝波对偏移算法稳定性的影响,结合前人的研究成果,本论文采用了谱投影算法消除倏逝波能量。通过利用本偏移算法、逆时偏移算法和常规的Kirchhoff深度偏移算法对复杂模型计算的成像振幅的对比分析,说明了本偏移算具备更好的真振幅计算性能。最后,本论文研究了双检波器间距对真振幅计算的影响,为实际应用奠定了基础。在第二套双检波器偏移算法中,本论文结合了逆时偏移算法的研究成果提出了双检波器逆时偏移算法。在双检波器逆时偏移算法中,本论文利用地表处的波场值及波场对深度方向的偏导数作为一阶声波方程在时间方向求解的初始条件,使得一阶声波方程在数值求解上初始条件更加充分。通过利用常规逆时偏移算法和双检波器逆时偏移算法对多层速度模型和Marmousi模型的成像振幅的计算、对比分析,证明了本论文提出的双检波器逆时偏移算法能提供更加准确的成像振幅。在第三套双检波器偏移算法中,本论文利用上下双检波器记录的波场信息为初始条件,推导了一种基于单程波传播算子的双程波深度偏移算法。该算法充分吸收单程波偏移算法的发展研究成果。通过对脉冲响应的研究说明了本论文提出的双程波偏移算法克服了原来常规单程波偏移算法对大角度成像的限制。通过对比双程波偏移算法、逆时偏移算法和常规单程波偏移算法计算盐丘模型的成像剖面,相较于常规单程波偏移算法,本文提出的双程波偏移算法对强横向速度变化介质的波场描述更加准确;相较于逆时偏移算法,本文提出的双程波偏移算法具备更好的成像分辨率、更少的低频干扰和更弱的多次波成像干扰的优点。