本发明涉及地质勘探技术领域，具体是涉及利用频率汉克尔变换分离波场的面波勘探方法及相关装置。本发明首先采集被勘探区域的地面震动，然后计算勘探区域地层相应的格林函数，之后对格林函数利用频率‑汉克尔变换分离出发散波频谱，最后利用发散波频谱，得到被勘探处所在的地层结构。本发明采用频率汉克尔变换对波场格林函数进行分离，使得分离出来的发散波频谱不包含汇聚波，从而避免了汇聚波对频散谱的噪声干扰，进而使得最后依据频散谱反演出的地层结构更接近于真实的地层结构，提高本发明反演出的地层结构的精度；并实现了主动源(人工产生震源)和被动源(无需人工产生震源，仅采集环境噪声产生的地面振动)的统一，无需改变观测系统和算法。