利用截止于2013年5月的跨断层流动形变资料，基于灰色关联度，计算了芦山震区周围鲜水河、龙门山、安宁河三大断裂的走滑、水平张压、垂向活动参量等综合指标。结果显示：1）芦山地震前数月至1年左右，断层形变存在异常，异常主要分布于鲜水河断裂、龙门山断裂南段宝兴场地、安宁河断裂南端附近；2）震中距仅26 km的宝兴场地逆断性同震变形相对明显；3）芦山地震对其他场地同震影响总体上不显著；4）研究区目前仍存在持续的转折或突跳异常变化，不排除与未来强震有一定关联性。

利用2008年8月~2010年9月间存档的20景ENVISAT ASAR数据，采用PSInSAR技术进行太原市地面沉降监测。通过二维线性相位回归分析得到太原市2008~2010年的垂直形变速率以及形变时间序列，与同期水准监测结果比较具有很强的一致性。

计算了中国大陆地区大地水准面起伏引起的重力效应，得到了改正后的布格重力异常。讨论了在不同地形情况下大地水准面起伏重力效应及其与布格重力异常之间的相对比值，发现两者与地形具有明显的相关性，前者在盆地地区最大，后者在我国地形第三阶梯最大，盆地地区次之。建议在利用布格重力异常反演和解释地球内部密度结构时，要考虑大地水准面起伏引起的重力效应，尤其是在我国地形第三阶梯和盆地地区。

在频域内，采用三维导纳分析技术，联合重力异常和海底地形数据，分别以Airy均衡模型、挠曲均衡模型为参考，研究了沙茨基海隆的重力均衡机制。根据Airy均衡模型的分析表明，沙茨基海隆区域的洋壳平均厚度为15 km，Tamu海山的Moho面深度为约26 km，与地震波研究结果一致。根据挠曲均衡模型的分析表明，沙茨基海隆的岩石圈有效弹性厚度为1~5 km，属于“On Ridge”型海底构造。顾及地形及洋壳底部物质载荷作用的分析表明，沙茨基海隆地区底部载荷的规模约为地形的50 ％，平均深度约20 km。沙茨基海隆在很大程度上，可能是被底部低密度体的浮力作用支撑的。

根据《国家一、二等水准测量规范》中关于跨河GPS水准测量的规定，进行了GPS跨河水准测量实验。结果表明，同岸的高程异常变化率α较差均符合规定要求，不同岸的高程异常变化率α较差超出限差，计算与实测水准高差相差26.98 mm，超过水准测量规定限差的10倍。因此，在一等水准测量要求下，即使在十分平坦的场地条件下也不宜使用GPS水准测量来实现跨河水准测量作业。

利用中国地壳运动观测网络及部分测绘部门GNSS连续运行跟踪站近年来的GPS观测资料，获得了巴彦喀拉及其周边地块的现今地壳运动特征，并采用应变分析模型获得了该区域的现今地壳构造应变分布特征。

通过理论模拟试算和地面实测结果解算表明：山体边缘的重力垂直梯度在80 cm和130 cm高度处存在较为明显的空间非线性变化，超过0.02×10^-8 ms^-2/cm；空间非线性变化随高度变化呈增大趋势。因此在分别利用FG5与A10绝对重力仪建立重力基准时，由不同仪器测量高度引起的归算重力变化不可忽视。

对唐山检定场不同类型GNSS观测墩的稳定性影响研究的结果表明：1）观测墩存在长趋势的线性变化和明显的年周期变化，年周期变化主要与季节变化有关；2）观测墩所处环境不同，其稳定性亦存在差别，如室内观测墩的周年变化比室外的要小；3）标高3.5 m的室外裸露观测墩反映不出与太阳运动相关的周日运动。

利用2009~2011年的GPS水平速度场，采用负位错模型，研究了亚东谷露裂谷带及邻区的断层运动速率、闭锁程度及其构造运动特征。结果表明，相对于西南块体，东南、东北及西北各块体的欧拉极分别为（89.37°，27.91°，-2.56°/Ma）、 （89.02°，28.94°，-2.87°/Ma）、 （85.03°，27.98°，-0.93°/Ma）。雅鲁藏布缝合线南北侧测站的差异运动表明其为走滑断层，左侧右旋速率为4.5 mm/a，右侧为2.2 mm/a。计算结果表明，亚东谷露裂谷带南段的拉张速率约为6.75±0.9 mm/a，北段的拉张速率为4.72±0.8 mm/a，均高于地质研究获得的长期运动速率。反演结果显示，亚东谷露裂谷带闭锁深度为10 km，小于一般断层的闭锁深度。

设计了一款与激光跟踪仪配套的光学反射棱镜SMR靶球的连接装置，并给出了SMR靶球相对于莱卡棱镜的中心位置差异的测试方法，通过测试给出了加工部件的精度指标。

基于非均质应变软化模型，在拉张和挤压雁列构造雁列区贯通过程中，采用FLAC3D模拟了一条断层内侧节点的水平位移的演变规律及标本全场内的水平、垂直位移反向区的分布规律。研究发现，两类雁列构造在雁列区贯通过程中都发生了位移反向现象，但位移反向区的面积与分布位置差别较大：拉张雁列构造的位移反向区面积大，且基本上都位于雁列区之外；挤压雁列构造位移反向区仅局限于雁列区及附近的断层上。

给出大气折射指数与气象参数间的理论关系式，考虑压力温度比的二次项对折射指数的影响，指出在目前的精度测定范围内应该考虑这一效应。同时，基于电磁介质的色散理论，给出了位相与群折射指数随波长变化的理论模型，指出对于同一波段或是不同波段，群折射指数与位相折射指数是可以相互转化的，即从理论上证明可以利用光学天文观测的蒙气差来研究射电波段的大气折射延迟。

利用矩阵拉直运算得出了总体最小二乘中随机模型的求解方法，即当某一列向量1等于一变量矩阵与另一列向量2（常数向量）的乘积，且已知变量矩阵的所有元素间的方差及协方差时，确定列向量1的协方差矩阵的方法。推导了倍乘关系、和或差关系、线性、非线性函数关系下以及两个相关变量矩阵之间的误差传播定律，并通过算例说明了该误差传播定律的有效性。

通过提取苏通大桥GPS坐标序列，对不同时间观测的同一监测点时间序列采用db6小波函数进行五层分解并去噪处理，得到噪声序列。然后采用最大熵谱估计分析GPS坐标分量的信号噪声特性，并与传统的谱分析方法相比较。结果表明，GPS坐标时间序列主要含有白噪声与闪烁噪声，随机漫步噪声不明显。因此，在分析GPS观测得到的时间序列时，应当顾及这种噪声特性，适当地加权以得到比较切合实际的结果。

针对常规电离层权重法解算模糊度需要电离层先验信息的局限性，提出了一种基于改进电离层权重模型的网络RTK参考站间模糊度解算方法。该方法先利用相位平滑伪距构造电离层伪观测量及相应随机模型；再建立基于电离层权重的卡尔曼滤波模型；最后引入自适应卡尔曼滤波算法，调节补偿由于滤波模型不准确对估计参数值造成的偏差。算例分析表明，该方法可适用于长距离网络RTK参考站间模糊度解算，特别对于仰角在20°以上卫星模糊度解算收敛快，稳定性较好。

针对不同平台间地图符号难以共享问题，分析ArcGIS点状符号与PB点状符号结构，对比符号词素类型，验证PB点状符号模型的通用性。基于PB符号模型，从图元类符号、字符类符号、图片类符号等方面，建立符号数据映射方式，提出ArcGIS点状符号共享方法。并利用天地图符号库进行实验，结果表明PB点状符号能够共享ArcGIS点状符号，提高地图产品的生产效率。

基于动态PPP技术，用IGS参考站的静态数据进行动态PPP模拟计算，对静态得到的PPPZTD、动态计算得到的PPPZTD与IGS公布的ZTD参考值的比较发现，使用动态PPP技术和较高采样间隔的卫星钟差（30 s）也可以获得精度较高的对流层延迟（<6 mm）。

提出一种基于EEMD的GPS高程时间序列噪声识别与提取方法，将信号通过整体经验模式分解，再结合平均周期与能量密度乘积指标，改进了基于连续均方误差准则的噪声识别方法。通过中国两个CORS基准站高程时间序列信号噪声提取实验，结果表明改进后的方法能避免有物理意义的周期分量被误认为噪声，正确识别了信号与噪声的分界点。

基于反射率法理论地震图算法，提出PmP波与Pn波理论和实际振幅比曲线拟合算法，获得莫霍细结构。试验表明，一级间断面型与正速度梯度型莫霍结构振幅比曲线形态相似，均为上凹，但数值上前者为后者的两倍以上；而高低速互层型结构的振幅比曲线呈下凹状态，3种曲线差别显著，表明PmP波与Pn波振幅比曲线对不同莫霍结构的分辨是敏感、有效的。

为改善对LiDAR数据点滤波分类的有效性与准确性，在形态学滤波方法的基础上，提出了基于开重建的LiDAR点云形态学滤波算法。首先对格网化DSM进行腐蚀运算获得标记图像，通过对标记图像反复进行测地膨胀运算实现开重建过程，然后利用白顶帽变换得到nDSM实现地物与地面点的正确分类。使用ISPRS提供的测试数据的实验结果表明，该方法的Ⅰ类、Ⅱ类及总误差均值分别为3.51%、7.20%和4.26%，与同类滤波方法相比，在Ⅱ类误差增幅不显著的情况下，15个样本区的总误差均值和Ⅰ类误差均值均达到最小。

利用抗差估计，提出了一套适用于刚性板块异常台站自动探测和板块运动参数快速求取的方案。针对全球八大主要板块，准确探测了各板块异常台站的位置及大小，建立了基于ITRF2008的全球板块运动背景场及其运动模型。结果表明，异常台站剔除前抗差估计与剔除后最小二乘估计所求取的运动参数及精度相当；所建模型与其他学者研究模型相比，整体基本一致，精度有明显提高。

提出一种加权半参数模型，对半参数模型中的参数分量与非参数分量分别加权，针对数据的不同特点合理确定权重。分别对模拟数据和GPS真实数据进行处理，并与最小二乘法、岭估计法和半参数模型进行对比，通过残差、均方误差等指标的对比分析可见，加权半参数估计模型得到的估计值与真值最接近，估计残差浮动平缓，均方误差小。

以2012年1月数据为例，分析了球谐函数模型的阶数和观测数据采样间隔对全球电离层模型建模时间和模型精度的影响，以及地磁场活动强度与模型精度的相关性。结果表明，模型阶数和采样间隔对建模时间和模型精度有很大影响；太阳和地磁场活动强度与模型精度的相关性为——模型精度随太阳和地磁活动强度的增强而降低。

提出经验模态分解与基因表达式编程的滑坡变形预测方法，该方法从时频分析出发，利用经验模态分解把变形时间序列分解成具有不同频率特征的分量，对分解后的近似序列和细节序列分别利用基因表达式编程进行预测并将结果融合。实例结果表明，该方法预测精度高于GM(1，1)、AR和LSSVM方法。

用北斗GEO卫星的观测数据，通过双频电离层改正算法获取卫星约一天内的电离层延迟数据。利用抗差谱分析方法，分离电离层延迟时间序列中的长期项、周期项和残差项，以控制异常误差对周期项的影响。计算表明，电离层时间序列谱分析拟合后的残差仍然受有色噪声的影响，因此，基于AR模型对残差项进行有色噪声拟合。结果表明，每天的电离层延迟不仅表现出趋势项、周期项，而且含有有色噪声。经过分段多项式、周期函数和有色噪声拟合后，电离层延迟剩余误差表现出明显的白噪声现象，证明了针对GEO卫星电离层建模的有效性。

以北京市GPS连续观测网数据，研究雾霾天气对GPS天顶对流层延迟和可降水量的影响。研究表明，雾霾发生日，天顶对流层延迟和可降水量上升；雾霾持续过程中，天顶对流层延迟和可降水量在序列的峰值徘徊；雾霾结束日，天顶对流层延迟和可降水量下降。

给出用加权约束平差计算绝对重力和相对重力混合网的方法，用抗差估计剔除粗差，χ²检验验后单位权方差，t检验舍去无显著特征的重力仪参数，t检验验证外部检核点有无显著变化。计算结果表明，验后方差与先验方差之比为1.05，满足χ²检验；未知重力点平均中误差±13.6×10^-8ms^-2；17个外部重力检核点无显著变化。

给出采用法方程叠加的单天解轨道合成多天解轨道的方法，结合GPS实测数据，验证了多天解轨道合成可有效提高单天解轨道的精度，并使定轨结果更加平滑；单天轨道边界处伪随机参数的引入可有效改善轨道跳变现象。

分析ERP参数的30 d和365 d预报值的精度，以及预报误差对天文经纬度和天文方位角测量的影响。分析结果表明,在进行天文经纬度测量时，可采用365 d的极移预报值和30 d的日长预报值进行实时解算；在采用北极星时角法进行天文方位角测量时，可采用365 d的极移和日长预报值进行实时解算。

针对低精度惯导解算累积误差增长迅速的缺点，提出利用速度约束进行阻尼，并给出了相应的Kalman滤波观测方程。实验结果表明，对于高精度数据，泰勒展开法精度较高，对于低精度数据，速度约束极大地延迟了可接受误差范围内的导航时间。

利用仿真观测数据，采用简化动力学低轨卫星定轨方法，分析了GEMT3、JGM3、EGM96、TEG4、EIGEN2和EIGENGL04C重力场模型对低轨卫星定轨精度的影响。结果表明，仿真得到的观测数据与实际情况比较符合，能够满足各种实验分析的需要；不同的重力场模型以及不同阶数对定轨精度有较大影响，采用由CHAMP 或GRACE重力卫星数据得到的重力场模型定轨精度最高，与采用其他重力场模型相比，精度差异在cm级，最大达到22.47 cm，在定轨时应进行合理的选择。

使用两台Leica 1200接收机对一条高差约为156 m、长约1.2 km的短基线进行了
20 h的观测，利用GAMIT10.4软件进行了3种不同方案的基线解算。结果表明，对流层延迟估计与否对平面的影响可以忽略；不进行对流层延迟估计的基线重复性指标仍然较好，但会导致高程方向的系统性偏差。

采用精密单点定位与相对定位模式，对天津地区GPS连续站高频观测数据进行处理，利用改进的恒星日滤波方法削弱多路径噪声的影响，并对定位精度和噪声特征进行分析。精密单点定位坐标时间序列的EW、NS和垂直向精度分别为7.3、7.1和16.0 mm，相对定位的EW、NS和垂直向精度分别为5.0、5.2和14.7 mm，总体上相对定位精度较精密单点定位精度高1.9~2.3 mm。采用功率谱密度方法研究两种定位模式的噪声模型，显示出白噪声模型无法表达时间序列的噪声特征。对于精密单点定位，在频率低于0.1 Hz的区域噪声与频率相关，而在高于0.1 Hz的区域趋向于高斯白噪声；相对定位模式结果显示噪声随频率的降低而增加。基于最大似然法，采用幂律噪声与白噪声组合模型估计幂律噪声的谱指数和白噪声的振幅，表明相对定位模式的噪声趋向于随机漫步噪声加白噪声组合模型，而精密单点定位的噪声趋向于闪烁噪声加白噪声组合模型。

针对GOCE和GRACE在地球重力场反演中的频谱互补性，研究联合GOCE和GRACE重力场模型位系数的谱组合法，给出了基于位系数误差阶方差定权、误差方差定权和块对角误差协方差定权的谱组合计算公式。以GRACE重力场模型ITGGRACE2010s和GOCE重力场模型GO_CONS_GCF_2_DIR_R1为例进行谱组合法计算。结果表明，三种谱组合方法建立的联合重力场模型精度均优于GRACE或GOCE单独求解的模型的精度，并且它们的整体精度均优于由GOCE和GRACE联合求解的GOCO01S模型的精度；基于块对角误差协方差定权的谱组合法相对最优，它考虑了同次m位系数之间的相关性。

基于陕西区域GPS连续观测资料及地壳运动观测网络、全球IGS站观测数据，应用不同参考框架进行数据处理，从速度和坐标序列重复率两方面比较不同方案的解算结果。分析表明，在研究区域网站点运动变化时，如选取全球分布站点作为参考框架，所得到的测站坐标和速率比较接近绝对地心基准，但各站准周期的变化被作为误差处理，所以结果的重复性相对较差；选择距研究区域较近的参考站作为平差基准，各点准周期变化部分被相似变换的平移参数吸收，同时抵消了部分区域共模误差，从而提高了结果的自洽性。获取稳定可靠区域形变信息的解算方案为：分级建立稳定参考框架，把区域站逐级纳入到全球框架中。

以参与ITRF2008解算的部分全球GPS测站垂向残差为研究对象，对其随地理位置变化的分布规律进行统计，并对引起该分布特点的地球物理机制进行了探讨。研究表明，GPS测站垂向残差随地理纬度和高程变化表现出明显的分布规律，这种分布规律与季节性温度变化有较强的相关性。

基于IGS提供的精密卫星钟差，采用修正Allan方差分析了卫星原子钟的时频稳定性、噪声类型以及卫星钟差的周期性特性，并对各周期项的振幅进行了研究。结果表明：1）GPS的峰值很明显，GLONASS峰值不太明显，4个峰值对应的周期分别为卫星运行周期的1、1/2、1/3、1/4周；2）去除周期项之后的GPS钟差的修正Allan标准差有明显的变化，但GLONASS钟差的修正Allan标准差没有特别明显的变化，表明GPS卫星钟差中存在周期项，而GLONASS卫星钟差里的周期信号不明显，受周期性变化的影响很小；3）不同时间段的卫星振幅是随着时间变化的。

基于云南地区GNSS连续观测资料，利用多元线性回归分析方法，建立不同测站间空间位置的相关关系模型。结果表明，多元线性回归模型能够较好地模拟测站间的相关关系，且地震发生前其相关关系发生改变。

根据测试DZW相对重力仪所处环境的需求，研制了一套气温、气压、倾斜的辅助观测装置。经测试，气温观测精度为0.1 ℃，气压观测精度为65 Pa，倾斜双向观测灵敏度不小于0.1 V/（″）。