地震可能引起地下水物理和化学性质的改变。2016年4月7日山西原平4.2级地震震后31 h，在距震中约12 km的原平市崞阳镇下韩村出现井水冒泡现象，井水冒泡时间在每天10:00～23:00，具有一定周期性。为了研究该现象与地震的关系及其原因，使用井下电视成像仪探测了井管情况和冒泡位置，测试分析了井水中逸出气体成分、化学组分和氢氧稳定同位素组成特征。结果表明，冒泡井的地下水补给源主要来自大气降水，采用定性和定量相结合的方法分析井水冒泡异常，有助于识别地下水异常的构造与非构造影响因素，对今后地下水宏观异常核实具有指导作用。

四元数在三维空间基准的转换中已得到广泛应用，但其理论依据并不是很清晰。本文在理论上研究了四元数的一些基本性质，证明了坐标旋转变换等价于四元数的正交变换。利用基本四元数的定义，证明了适用于坐标旋转的所有四元数都是由若干个基本四元数的格拉斯曼乘积得到的。同时，给出了四元数与坐标旋转矩阵之间的理论关系。

采用GPS精密钟差数据进行预报试验，对二次多项式模型、谱分析模型、GM(1,1)模型、ARIMA模型以及Kalman滤波模型5种模型的钟差预报效果进行分析和比较，总结了各模型预报钟差的优点与不足，并对GPS系统目前运行的6种星载原子钟的预报特性进行简单分析。

通过处理FG5和A10型绝对重力仪实测数据，探索g7软件的内部算法。若采用软件手册提供的观测方程和算法，A10测量数据的解算结果与软件处理结果的差值在3 μGal以内，而FG5相差较大。在对观测方程和时间观测量进行改正以后，得到的FG5测量数据解算结果与g7软件处理结果的差值在－0.1~0.1 μGal之间。由此认为，改正后的模型和算法与g7软件所采用的解算模型和算法基本一致。

介绍一种考虑地球曲率影响的“球冠模型” 重力中间层校正算法，并通过不同算例对比该算法与以往“圆柱体模型”算法之间的差值。结果表明，其差值的数量级最大可达0.4 mGal。

在对“等待时间法”进行残差结构分析的基础上提出基于加权最小二乘拟合的模型改进方法，并将其应用于尼泊尔地震的强余震预测。结果表明，由模型误差转换至时间误差具有ln10[DK]·Δt倍的缩放效果，选择主震后3 d内的余震样本进行强余震预测结果较为可信。实际震例表明，加权最小二乘模型可以有效降低模型预测误差，缩小预测值置信区间，从而提高预测的实用性。

采用两种方式得到2011年日本东北大地震引起的洋底垂直形变数据，通过傅里叶变换和傅里叶逆变换计算得到洋底地壳垂直运动产生的洋底地壳与海水物质交换导致的重力效应。分析这两种方式得到的重力变化并与利用GRACE提取的重力变化对比，结果发现此效应显著，在提取同震重力变化时不可忽略。

基于Stokes理论建立的大地水准面模型，其精度受重力数据误差，即重力数据分辨率、精度以及积分范围的影响。针对这一问题，通过重力场谱特征分析，给出不同地形区域重力数据分辨率以及积分半径造成的大地水准面高频截断误差的量级大小，计算平均重力异常误差对大地水准面建模精度的影响。研究成果对不同地形区域cm级大地水准面模型的建立具有理论与指导意义。

针对大坝变形具有非线性和非平稳性的特点，提出一种基于集合经验模态分解（EEMD）的大坝变形多步预测新算法。首先从时频分析出发，利用集合经验模态分解将变形时间序列分解成具有不同频率特征的分量|然后采用游程判定法对波动程度相似的分量重构为高、中和低频3个分量|最后对3个分量分别建立相应的多步预测模型，叠加各预测值即为最终预测结果。经算例验证，并与AR模型、BP神经网络和支持向量机的多步预测进行对比分析，同时建立不同预测步长进一步验证。结果表明，该算法预测精度较高，在大坝变形波动剧烈的时段也能保证较好的预测效果，可以应用于大坝变形预测。

采用SZW-1A型水温仪完成温度梯度测量，从房县三海村井观测记录中分析该井的动态特征，测量得出：①三海村井平均梯度为2362 7 ℃/hm，梯度分布较不均匀，50～60 m处梯度极大值为7548 ℃/hm，梯度下降井下90~110 m处，负梯度最低值为－4051 ℃/hm，至井底1115 m处又恢复为正温度梯度。②2017年9~10月强降雨，三海村井上半部分受低温循环水作用，使水温4号测点、水位观测趋势转折幅度减小，而在井底105~110 m最小正梯度处，水温传感器记录较为稳定，随降雨与裂隙横向渗透，铁矿物质的水化学作用致使井水温2号测点小幅升高。③水温传感器的放置位置应对温度梯度、围岩特性、观测稳定性综合考虑。

对尼泊尔震前的GPS水平速度场进行融合处理，获得跨喜马拉雅中东段沿N15°E方向的GPS水平速度场剖面。采用弹性半空间矩形位错模拟反演,结果表明，尼泊尔地震前喜马拉雅主前缘断裂带存在浅部闭锁，深部无震蠕滑，闭锁深度为22.5 km，蠕滑段滑动速率为19.0 mm/a,断层倾角为10°。GPS观测的同震形变场揭示了尼泊尔地震引起的地壳形变特征，最大同震位移位于尼泊尔境内的KKN4，该站向南移动1.89 m|地震还在我国藏南地区造成最大0.54 m的永久形变。距离震中400 km以外GPS观测到的同震形变微弱，在误差范围之内。依据GPS同震水平位移在N15°E方向的位移剖面，采用矩形位错模型简单模拟了尼泊尔地震的同震破裂。结果显示，GPS同震位移剖面可以用喜马拉雅冲断带前缘主断裂（MFT）以北的基底低角度逆断层引起的弹性位错模拟，浅部的主前缘逆冲断裂、主边界逆冲断裂和主中央逆冲断裂等分支并没有破裂。

地震模式受制于学术思想和科技水平，并随时间演化。研究了从“弹性回跳说”以来的演化轨跡：仅考虑震源区（断层段）→震源区和周围构造相互作用→地壳上部脆性层和深部韧性层与上地幔间的耦合→将地震视为现今大陆变形动力系统自组织演化过程的一种行为。百年演化总趋势是从震源到“动力系统”。特征为：模式时空域扩大、维数上升|从还原论、机械论到整体论、演化论|从经典力学到复杂系统理论及非线性动力学|新模式包容并超越已有模式，向大自然的本性逐渐接近。受益于地震大地测量学观测成就，关联性强的跨学科新地震模式正在探索与成长中。

利用平差方法计算天津地区2005—2012年的水准复测资料，得到该区的垂直形变速率。结果表明，天津地区垂直形变总体态势是北部上升，南部下降，不同块体运动存在差异，有的掀斜，有的整体上升，有的呈现拗褶变化。由此而计算出的天津地区主要断裂的活动速率为0.25~1.16 mm/a，多数表现逆断，少数为正断。

针对传统重力基准图制备中插值算法多、算法选择费时费力的实际，重点研究在局部重力场下插值算法的快速优选问题。结合长期制图的统计数据，利用层次分析法确定权值，并定义了算法优选量化系数--优选度，实现对不同插值算法的快速初步遴选。结果表明，该算法切实提高了特定条件下重力基准图插值算法的选取速度。

介绍了小波分解法改进时间序列预报模型的原理。以IGS发布的2013年VTEC数据为例进行逐点建模，选用db4小波对5 112个格网点VTEC序列进行分解，并对各小波分量进行时间序列预报和重构，进而对VTEC进行预报。对一般方法和改进方法预报偏差的比例变化及全球范围内各格网点的预报值RMSE进行比较。结果表明，改进法预报的高精度点比例及其预报精度均优于一般方法。

采用近场15个地震台记录的2013-07-22岷县漳县MS6.6地震主震波形，计算平均谱质心频率并给出地理分布。结果表明，高频分布椭圆分布在临潭-宕昌断裂主支的西南侧。由此认为，这次地震的逆冲块体应是处于临潭-宕昌断裂西南侧的另一平行次级断层之间的块体，发震构造并非临潭-宕昌断裂；谱质心最高频率的分布范围揭示了地震波能量辐射最强的区域，与现场考察的宏观极震区相吻合。

介绍原子钟的原理、发展状况和应用，并比较它们的主要功能。

以Galileo四频为例，组合其不同频率间的相位观测值，给出以周为单位和以m为单位的相位组合观测模型的通用形式，系统分析组合后的电离层误差、波长以及观测噪声|在保持整周模糊度整数特性的前提下，研究电离层误差小、波长长、观测噪声小的组合|最后，按照合适的原则，编程计算出不同导航系统不同形式的组合观测系数，并给出几组典型组合。

In GPS regional network coordinate time series, common mode errors (CME) are widespread. In order to extract CME, a sub-region is divided to get them superimposed and filtered. However, there is no principle to rely on for dividing sub-regions. According to the CME mentioned above, regarding three stations in southern California as centers, we divide the space into nine different spaces within different scales, carrying out the PCA space filtering method, to get the CME in each space scale. After analyzing and comparing the CME in each space scale, we can get the spatial response characteristics in CME, which provides a principle for the dividing sub-regions in the scale field.

讨论磁方位角与真方位角的关系。基于地磁理论，推导在已知大地经度、纬度和高程时，磁偏角及磁倾角的计算公式。并对中国经度、纬度范围内所对应的磁偏角和磁倾角进行计算，分析磁偏角和磁倾角随经度、纬度和高程的变化规律。

为确定联合反演模型中的相对权比，提出根据数据先验信息对相对权比进行一定约束，并将相对权比同其他模型参数一并作为未知参数参与反演的方法。数值实验表明，当先验信息可靠时，运用该方法可以获得较好的结果。

为提高IGS超快星历钟差预报产品的精度，针对卫星钟差数据具有确定项和随机项成分的特点，在采用多项式模型对钟差确定项建模的基础上，提出采用混沌加权一阶局域法对钟差随机项进行建模预报。仿真结果表明，采用混沌加权一阶局域法的预报精度优于超快星历钟差预报产品。

利用FG5绝对重力仪对庐山基线场的3个基点和九江地震台的1个基准点进行绝对重力测定，使用7台CG-5相对重力仪对24个基点和1个基准点进行2个往返闭合测量。基于绝对重力控制解算的结果表明，基点点值精度均优于±5.0 μGal，相邻各段段差精度均优于±3.0 μGal。该基线场初值测定方法是一种崭新和现代的方法，具有科学意义和经济效益。

将EMD分解与小波分析组合应用于VTEC周期探测，通过对多尺度分解后的IMF分量进行小波分析，探测可能存在的电离层活动周期，从而提高探测成功率。分别对高、中、低3个不同纬度的VTEC序列进行周期探测，验证了该方法的可行性，并发现可能存在6 d、24 d等周期。

分析晶体振荡器不起振的原因及晶体匹配电容的重要性，提出相应的解决方法。

阐述2000中国大地坐标系（CGCS2000）的定义和实现及其与WGS84的比较。CGCS2000是地心大地坐标系，采用GRS80椭球，由2000国家GPS大地网的点在历元2000.0的坐标和速度实现。CGCS2000与ITRF一致，同WGS84相容。

利用小波分析处理青藏高原航磁资料，得到多尺度的航磁异常分布图。一阶小波结果反映地壳浅部的构造特征，在第Ⅰ和第Ⅱ缝合带位置，存在多条明显的北西西向弧形构造，由正负相间的磁异常带组成；在格尔木附近第Ⅳ缝合带位置存在近东西向的负磁异常条带。三阶小波结果反映地壳深部的构造特征，在约84°～91°E存在明显的近南北向的负磁异常条带，是研究区主要的深部构造特征。尼泊尔8.1级地震和3次7级强余震发生在近南北向的负磁异常条带的南端。该位置是近东西向的喜马拉雅构造带和近南北向的深部负磁异常条带的交汇部位。总体来说，青藏高原航磁资料揭示的浅部构造为多条近东西走向的带状构造，而深部构造是以近南北走向为主要特征，复杂的立交构造交汇部位是发生尼泊尔8.1级大地震的深部构造背景。

基于滑移弱化摩擦准则，以日本2011年Tohoku MW9.0地震为例，建立一个以物理规律控制地震循环过程的二维有限元数值模型。结果显示，参考模型在1 000 a间的6次大地震表现出特征地震的规律，地震重复周期约161 a,单位破裂长度地震矩为1.13×1020 Nm/km，在两次大地震中间会发生一次5.62×1018 Nm/km的小地震。参考模型的数值结果与地表同震GPS位移、震间GPS速度分布具有较好的一致性。模型弹性参数的不确定性对同震以及震间形变的影响有限，模型粘性参数主要影响震间形变场。数值计算也显示，假设震间形变仅由断层运动规律所决定，那么在一个地震周期内，模型空间重力异常基本上随时间均匀变化，在大陆一侧距海沟100 km处可达-370 μGal；速度场的变化主要发生在震后约5 a的时间内，此后基本保持稳定增加。

针对点云数据平面拟合方法没有完整考虑测量数据中的误差及系数阵中误差的情况，提出稳健整体最小二乘点云数据平面拟合方法。该法以整体最小二乘法为基础，在考虑全部观测量存在误差的情况下，通过一定的准则删除数据中的粗差或异常值，从而获得稳健的平面参数估值。实验中，分别利用最小二乘法、特征值法和稳健整体最小二乘拟合法对仿真点云数据和真实点云数据进行平面拟合，结果显示该法能克服异常值的影响，得到可靠的平面参数估值，具有稳健性。

针对汶川Ms8.0地震中3个典型的加速度基线漂移特性，分别采用基线初始化法、Iwan法及低频滤波法进行了基线校正。通过校正，基本消除了加速度记录中的低频噪音干扰，使基线大致回到了零线。通过实例分析了3种校正方法存在的问题。

由于国家测绘局在网上正式发布的《世界地图》没有给出具体的投影参数和正反解变换公式，用户使用不方便。导出了等差分纬线多圆锥投影的正反解变换公式，用户可以通过选择参考点，利用参考点的坐标值计算投影参数，然后根据该公式对地理信息进行坐标转换，将各类点、线、面的地理信息投影到地图上。

完全规格化缔合勒让德函数递推算法的适用性是衡量算法优劣的重要标志。从第一相对数值精度、第二相对数值精度和计算速度等方面对4种常用的递推算法——标准向前列递推算法、标准向前行递推算法、跨阶次递推算法和Belikov递推算法的适用性进行分析。结果表明，标准向前行递推算法适用范围最小；对于cosθ∈[－1,1]，在1 900阶内，标准向前列递推算法、跨阶次递推算法和Belikov递推算法均适用，且第1种算法速度最快；在3 000阶内，跨阶次递推算法和Belikov递推算法适用，且后者更优。

研究了空间统计中最常用的局部空间自相关指标：Moran指数和G系数。基于模拟的空间区域，设计一些有代表性的空间聚集方案进行计算，比较两种指标的探测结果，得出局部G系数优于局部Moran指数的结论。

主要介绍了CCD光电自准直仪的工作原理并进行了误差源分析。

提出一种基于异步比较法产生空满标志位，并利用锁存器实现标志位与时钟同步的FIFO，同时还给出了相应的Verilog HDL代码。该方法能提高时钟频率,节约版图面积。

总结传统卫星测高技术的局限性，介绍Ka波段测高、星座技术、GNSS测高和宽幅卫星测高4种卫星测高新技术的基本原理，并分析这些新技术相对于传统卫星测高技术的优缺点。新技术的实现是对传统卫星测高的有效补充，将极大扩展卫星测高的应用领域。

针对现有大旋转角空间直角坐标转换方法存在的问题，基于尺度参数的SVD估计提出改化模型，并推导了参数解估计的方向余弦法、单位四元数法及罗德里格矩阵法。最后，基于奇异点、模型条件数、中误差及迭代次数等指标，通过文献算例和大旋转角仿真算例比较分析了3种方法在七参数模型与本文改化模型的坐标转换效果。结果表明，旋转矩阵的SVD初值优于单位阵初值，改化模型优于七参数模型，方向余弦法优于其他两种方法。

分析了渭河盆地新生代构造及演化特征。结合秦岭北缘断裂的断层分段性研究发现，口镇-关山断裂与秦岭北缘断裂强烈活动的断层段具有很好的空间对应关系。利用有限元模拟研究作为渭河盆地主控断裂的秦岭北缘断裂和华山山前断裂在伸展作用下对口镇-关山断裂和渭河盆地北缘断裂带其他断层的影响。结果显示，口镇-关山断裂的断层活动是秦岭北缘断裂东段作为秦岭北缘断裂中活动性较强的断层段伸展作用的构造响应，同时口镇-关山断裂作为先存构造加剧了上述影响，使其成为渭河北缘断裂带中活动强烈的断层。

在分析Walker星座构型以及星间链路分类、频率和准则的基础上，研究了24/3/2构型Walker星座星间链路的构建方法和链路可见性，计算和分析了所建立星间链路的方位角、仰角和距离（AER）。研究结果表明，Walker星座可建立多条星间链路。