利用GRACE卫星RL05时变重力场模型，计算2011年3月11日日本9.0级大地震震源区及周边地区前后1个月、6个月和1年的重力变化情况，发现在震前数年已出现的正负交替现象在震前1年内变得更加明显。计算了基于地震位错理论的同震重力变化并向上延拓至卫星高度，结果表明重力卫星可以清晰地探测到该震的同震重力变化。分析震源区周边4个特征点时间序列变化，结合GMT最佳双力偶震源机制，发现两者揭示的震源区周边物质动力变化状态具有一致性。

为了解山西断陷盆地及其邻区地壳内部物质迁移特征，基于山西地区1999—2008年重力场累积变化，采用考虑深度加权和模型粗糙度的反演方法，获得了地壳物质的密度变化。结果揭示了吕梁山区和临汾盆地中部地区地壳物质的累积，以及太行山与山西带中南部之间物质迁出的基本特征。

利用1998—2006年天津地区水准观测资料，对该区地面沉降运动进行研究，结果表明：天津地区沉降特征表现为北弱南强，以39.3°N为界，以北地区沉降幅度非常小，以南地区沉降幅度较大；1998—2002年，中部偏东地区为沉降速率的高值区，2002—2004年该区沉降速率明显减缓；2004—2006年沉降速度加大。

为了减弱厄尔尼诺现象对极移预报的影响，分别利用不同拟合序列长度进行极移预报，研究表明：适当延长拟合序列长度至17~19年，可以更好地反映极移趋势，提高厄尔尼诺现象发生期间的极移预报精度。

利用2002-10—2007-09月Envisat数据的交叉点和不同期间交叉点的高差组成高程变化时间序列，通过交叉点动态分析算法，研究南极恩德比地近年来冰盖的高程变化，结果表明该区域存在明显的正增长，增速达6 cm/a。

利用广东地区GPS/水准数据和2个局部区域高密度的GPS/水准观测资料，对地球重力场模型进行了比较和分析。结果表明，在广东地区，EGM2008/ EIGEN-6C（1420）模型的精度最高，达0.066 m。

从地震空间分布、与库水位变化关系以及震源深度特征等方面，探讨三峡库首区地质构造与地震活动的特征。结果表明，地震主要集中分布在巴东的东瀼口、火峰、秭归泄滩、高桥断裂以及仙女山断裂附近。东瀼口、火峰地区岩溶发育，地震多为岩溶塌陷型水库地震；泄滩附近多滑坡和煤矿采空区，属矿塌和浅表卸荷型地震；高桥断裂和仙女山断裂附近的地震则主要与断裂构造相关，属构造型地震。

分析利用载波相位变率实时测速的误差来源及其对测速的影响，并利用静态观测动态处理方法对实时单点测速精度进行验证。结果表明利用载波相位变率和GPS广播轨道实时单点测速，水平分量可达到几个mm/s，垂直方向优于1 cm/s。

使用电离层残差组合观测值和低阶球谐函数模型对区域电离层TEC建立实时模型，选择欧洲均匀分布的14个IGS观测站，15分钟实时解算一个VTEC模型，并应用于单频PPP实验中。与CODE模型进行对比，VTEC差值优于2TECU，VTEC预报模型精度95%优于1TECU，在模拟实时单频PPP实验中，预报模型定位结果在天顶方向有17%～30%的改善，水平方向有15%～30%的改善。

针对IGS发布的IGU超快速钟差不能满足实时精密单点定位（PPP）精度要求的情况，提出利用区域IGS网，基于IGU预报轨道进行实时钟差估计的方法，并利用PPP对实时估计出的钟差进行定位精度分析。结果表明：实时估计得到的钟差与IGS事后精密钟差产品互差的均方根优于0.1 ns；采用实时估计钟差，PPP的精度较IGU预报钟差PPP精度在X、Y、Z三个方向分别提高87.1%、81.8%、91.3%，3D精度提高87.4%，可达厘米级，其收敛时间也缩短一半。

比较拉格朗日、牛顿与内维尔3种插值算法的运算量、精度和运行时间。结果表明：在精度要求范围内各算法均是可取的，但拉格朗日插值在插值节点两端易产生龙格现象；在50 Hz采样率插值实验中，多项式系数求解法的运行时间仅为拉格朗日插值的1/45，为牛顿和内维尔插值的1/15。

将极限学习机引入卫星钟差预报，对比Sigmoidal、Sine和Hardlim三种激励函数对预报精度的影响，并与传统灰色系统模型和径向基函数神经网络进行比较。结果表明，极限学习机的预报精度优于另外两种模型，其学习速度也快于径向基函数神经网络，且基于Sigmoidal的激励函数最适合于钟差预报。

为定量分析特高压输电线路对GPS信号的影响，在我国首条1 000 kV特高压输电线路附近布设距离线路远近不同的多个观测点，分别在线路停电检修和带电运行情况下，利用GPS接收机进行数据采集。根据GPS卫星运行规律，利用TEQC软件截取两期观测卫星分布一致的观测值，从P1和P2多路径、L1和L2的信噪比、数据完好率等方面对GPS观测数据进行质量分析，结果表明：特高压输电线对距离线路远近不同点位的GPS信号均未产生可观测到的影响。

在南极冰盖选取不同实验区域对常用的六种插值方法进行比较分析，采用均方根预测误差和源数据均方根等评价指标对不同插值方法进行评价，结果表明克里金插值方法更适用于构建南极冰盖DEM。

基于短弧长积分法利用近一年的GOCE轨道数据恢复了10个60阶次的重力场模型，分析了GOCE球谐位系数残差存在的相关性，并利用恢复的重力场模型序列反演了南极30°范围内的质量变化。结果显示，GOCE卫星探测到的南极B点(-75°, 250°)的质量变化约为-9.15 cm/a，B点处冰盖呈现融化趋势。

根据GPS ICD文档中定义的一组18参数广播星历模型及其用户算法推导了三维坐标对各参数的偏导数表达式，建立了18参数和卫星位置矢量之间的线性函数模型，利用最小二乘平差原理计算北斗卫星18参数广播星历，分别通过北斗卫星定轨数据对算法进行测试，结果验证了算法的正确性，同时证明在4小时之内，拟合误差优于0.01 m。

用中国青藏高原某地区实测重力数据和SRTM3地形数据计算了该地区大地水准面与似大地水准面的差距。理论分析和数值计算表明，二者的差距与高程有很大的相关性，高程一次项在该地区的均值达到1.76 m，高程二次项的最大值达到0.03 m。

采用分布式计算技术，基于Bernese处理引擎，实现对Bernese 5.0 GPS数据处理软件的并行化处理，突破了其在单机解算GNSS测量数据时的规模限制和时效性差的问题，并通过精密单点定位和双差网解试验验证了该方法的可行性和优越性。

利用GAMIT软件估算香港连续参考站一年的对流层天顶延迟，建立了符合香港地区的以气象要素为参数的对流层改正湿延迟模型，且嵌入TRACK模块。经检验，TRACK模块中采用新模型比传统的Saastamoinen模型对提高GPS测量精度的贡献更为显著。

基于准电离层方法和MelbourneWübbena（MW）方法，选择不同长度的基线利用实测数据进行分析，探讨两种方法对不同长度基线的适用性，为实际应用中模糊度分解方法的选择提供依据。

在六参数模型的基础上，提出残差迭代的异常同名点拉近算法，即对异常同名点进行误差分解，通过将配准残差不断传递给异常同名点，改变参考坐标系下的异常同名点坐标，不断拉近参考同名点与目标同名点，最终使两个坐标系下同名点的距离差满足配准精度要求，从而实现异常同名点残差弱化的过程。通过对多站同名点扫描获得的数据，验证了该方法的可行性。

为将已有的基础地理信息数据统一到新基准下，设计了矢量数据和栅格数据的坐标转换流程，并基于GDAL开源库实现了shp格式和tif格式图像的高精度坐标转换。采用某地区的shp和tif格式数据进行实验的结果显示，转换后的图像数据与已知数据准确重合，表明该方法流程正确、实用。

为优化掩膜区域的相位解缠结果，提出一种改进的掩膜割线相位解缠算法。掩膜区域生成后，直接对非掩膜区域进行相位求解，然后对低质量相位区域采用“消圈”法来最小化掩膜区域相位的不连续性，达到消除传统掩膜割线算法中的解缠“死区”，并保持相位连续性的目的。对InSAR和InSAS干涉图的解缠结果表明：该方法消除了传统掩膜割线法中的解缠“死区”，提高了解缠相位质量。

基于拉普拉斯级数展开法给出了倾斜固体潮、重力固体潮、应变固体潮的长周期波、日波、半日波、三分之一日波等四种类型的潮波的适合计算机编程实现的理论值计算公式和步骤。用C#程序语言编程实现理论值计算，并编译成动态链接库，可以实现跨平台跨操作系统调用。

为解决在AutoCAD中只能用短直线拟合表示回旋线、计算和绘制效率低、不能实现修改和查询等问题，采用改进的级数展开积分法保证计算精度和效率；运用ObjectARX自定义实体和面向对象编程技术，从曲线基类派生自定义回旋线类；论述了自定义回旋线的绘制、修改、查询、存储和拖动的程序实现方法，讨论了精度控制方法。实验结果表明，该方法能高效的开发自定义回旋线程序，解决短直线拟合所产生的问题，实现面向图形的设计。

为了调查常规测量技术在动力荷载试验中的检测能力，分别应用Trimble R8 GNSS/RTK、TCA2003测量机器人自动跟踪三维坐标测量和SPRINTER 200M数字水准仪视线高程法，对试验中设计的频率为0.5 Hz的毫米级欠阻尼振荡的动挠度进行同步监测；基于FFT算法，提取各类观测数据的频谱信息，结合挠度时程曲线进行对比分析。结果表明，TCA2003自动跟踪测量技术可准确测量动态变形特征；SPRINTER 200M视线高程法，可精确测定动挠度变化趋势，但只获取某一谐频；GNSS/RTK技术仅能获取某一谐频。

卫星出境数小时后的入境钟差预报参数，是基于24小时历史数据拟合的二次项系数。在传统导航钟参数拟合算法的基础上，根据卫星钟的频偏和频漂参数在不同拟合时段的变化特性，分别选取最佳拟合时段，提出长短期数据结合的两步法拟合算法。基于实测数据的拟合预报实验表明，两步法的预报效果优于直接法。

在分析相位偏差与精密单点定位模型在模糊度解算中内在关系的基础上，依据方向数据统计理论建立了相位偏差估计模型，设计了精密单点定位模糊度固定方案，解决了精密单点定位单差模糊度固定的问题。实验结果表明，在相位偏差改正后，精密单点定位模糊度固定解的收敛速度较浮点解提高了3/4左右、模糊度固定的Ratio因子较未改正提高了3倍、定位精度也得到明显提高。

利用2011年8月在新疆天文台南山观测站进行的GPS与VLBI空间大地测量技术并置站的本地连接测量数据，探讨本地连接测量中GPS控制网的布设与观测、数据处理方法及测量精度，测控网的GPS测量结果与光学测量结果之间的坐标转换等问题。

跨海大桥因海浪、飓风、船体撞击等外界因素作用，桥梁变形表现为动态非线性变形状态，也存在混沌现象。为此，选择db10小波和软阈值消噪法分解与消除变形数据中的粗差与噪声，并对小波预处理后的平滑变形时间序列通过相空间重构，运用Lyapunov指数进行桥梁混沌状态判定；再将混沌时间序列预测结果与指数平滑法预测值进行分析对比，证明混沌预测可靠且精度高。

为更好地分析IGS连续运行参考站高程数据的变化规律及其变化趋势，以及预测将来一段时间内高程数据的变化，基于RBF正则化神经网络及小波滤波神经网络理论，以MATLAB7.0为平台对北京IGS站的高程分量数据进行GRNN函数逼近和小波分解逼近。通过对历年高程数据进行拟合和分层滤波，分析发现高程时间序列存在季节变化，其是以半周年项和年周项的季节性变化，其中年周期项比较明显。

针对北斗导航卫星的钟差大、信号噪声大等特点，提出一种周跳探测与修复方法。首先根据单频码相组合，分别确定两个频率上周跳的搜索范围，然后加入载波相位变化率，基于双频载波相位进行最小二乘多项式拟合，拟合结果综合运用Blewitt方法检验标定周跳并剔除野值。根据周跳的整数特性，
利用残差最小修复周跳。利用COMPASSMEO卫星实测数据进行试验，验证了该算法可以有效地检测出所有周跳并快速修复。

讨论用绝对重力仪观测数据测定超导重力仪格值精度问题，分析影响该精度的各种可能因素。分析说明，选择大潮期间进行格值标定对提高标定精度有利，标定计算前必须去掉仪器的线性漂移，同时还必须检验并改正数据间的时间偏移。以武汉台用FG5-112绝对重力仪对GWR-C032超导重力仪的实测标定结果表明，达到0.1%的相对标定精度是比较困难的，需要非常长的绝对重力观测时间；而达到0.2%的相对标定精度，仅需要5天的绝对重力观测数据，且可满足大多数超导重力仪观测精度的需求。

针对卫星激光测距望远镜指向误差问题，提出一种基于BP神经网络的建模方法。使用武汉流动卫星激光测距站的三组恒星观测数据，对比了BP神经网络模型、转台模型、球谐函数模型和基本参数模型的中误差。研究结果表明，BP神经网络算法可应用于指向误差建模，且建模精度优于其他三种模型。

精密磁悬浮陀螺全站仪定向系统的转子电流观测数据是随观测时间和环境的变化而变化的非线性数据序列，研究表明仪器定向系统中受强噪声干扰的非线性时序观测数据应用小波分解和重构可有效的剔除误差，分离出用于定向计算的有效的转子电流数据。该方法解决了传统的数据处理方法对仪器定向系统产生的非平稳、非线性观测数据序列滤波的局限性，有效地改善了仪器的定向结果，提高了定向角的精度。

基于双金属标的基本原理，设计了一种光电式双金属标仪，并将其成功应用于亭子口水电站大坝垂直位移安全监测系统中。运行结果表明，仪器运行状态稳定可靠，监测效果良好。