本发明公开了一种基于线性Bregman算法的表面多次波和子波估计方法及系统，基于描述一次波和表面多次波关系的反馈模型，该方法首先利用线性Bregman算法进行稀疏反演，以得到与表面无关的脉冲响应，然后采用一步线性频谱估计公式更新随炮集空间位置变化的震源子波，并通过循环交替更新与表面无关的脉冲响应和震源子波，最终估计得到一次波和表面多次波。相比于传统多参数、基于常子波假设和复杂算法的表面多次波估计方法，实施本发明的估计方法及系统，可估计出随炮集空间位置变化的震源子波，且估计方法及系统的效率高、耗时少、估计出结果的精度高。