非破坏性的可控震源是城市地震勘探的主要震源,然而常规的单震源虽然成本低,控制简单,但信噪比低;相控震源虽然信噪比高,并可产生任意方向的定向地震波,但在实际应用中存在成本高、控制复杂、一致性差和工作效率低等问题。因此为提高可控震源的信噪比,结合单震源和相控震源优点而提出的定向照明地震技术具有重要研究意义。本文通过研究定向照明技术原理,首先从仿真角度出发对定向照明地震信号的合成方法进行了设计。同时分别针对单一水平,水平层状,单一倾斜等多种地层模型进行了正演计算,比较准确地反映出定向照明地震记录的特点,验证了基于单震源的定向照明技术的有效性。此外,还具体分析了相邻震源的延时时间间隔、震源间距和激震器数目等参数对定向照明地震数据的影响。随后在此基础上研究了定向照明技术相对于单震源、相控震源的信噪比改善情况。结合给定地震模型,分别定量计算了采用单个、相控以及基于单震源定向照明技术时,各反射地震波的信噪比,不仅证明了定向照明技术可以有效改善反射地震波信号的信噪比,还为实际地震数据的定向照明合成方法提供了必要的参考和借鉴。最后对野外数据的定向照明合成进行了初步研究,通过合成结果信噪比改善情况的定量分析,进一步证明了定向照明技术在可控震源勘探中的有效应用,并最终完成了有关批量处理测线上多炮数据的软件设计。