为探讨2013年巴东5.1级地震成因，模拟计算了不同蓄水工况下上地壳浅部构造应力场变化。地震发生在蓄水引起的巴东与牛口等效应力差值区的梯度带上，表明地震与蓄水有关。震区具有发生中强地震的构造背景，也有沿构造面发育大规模条带状岩溶的条件，测震学资料显示地震既有构造机制又有塌陷特征。综合分析认为，巴东Ms5.1地震可能以构造机制为先导，区域构造应力场叠加蓄水引起的局部构造应力状态调整，可能在沿构造面发育的岩溶区形成应力集中造成塌陷，继而触发构造失稳倾滑，两种机制互馈、交替、叠加而成震。据此提出一种新的水库地震类型——构造塌陷型水库地震。

基于区域地震构造环境、地震烈度分布、震源机制解，以及主震及余震的波形特征、频谱特征，分析了巴东5.1级地震的孕震构造背景。研究表明,该地震为在水诱发作用下产生的构造型地震。

对主震及余震序列的研究表明，巴东Ms5.1地震序列属主震型，余震的频次、强度随时间呈起伏衰减。地震在空间上近NEE向分布，集中于高桥断裂南端及大坪断裂附近，震源深度5~7 km。综合地震精定位、地震频谱分析及震源机制解等研究结果判定,巴东Ms5.1地震为水库高水位蓄水引起断裂构造应力调整而诱发的构造型水库地震。

基于现场调查资料，对巴东Ms5.1地震震害分布进行分析。分析表明，极震区为Ⅶ度区，集中在巴东县东瀼口镇宋家梁子一带，呈NW-SE向展布，长轴约3.9 km，短轴约2.4 km，面积约7.7 km²；Ⅵ度区整体呈近东西向，长轴约21.4 km，短轴约13.6 km，面积251 km²；震害与建筑物的抗震性能有较大关系，老旧建筑物破坏严重，三峡移民工程等新建房屋基本完好；烈度异常点可能与断裂构造、岩溶有关。

巴东5.1级地震造成大量简易房屋不同程度的破坏。土坯结构的典型震害特征为局部倒塌和竖向开裂，石砌体结构的典型震害特征为局部倒塌和局部垮落。对震中附近记录到的地震波分析结果表明，地震动的高频成分极为丰富，卓越周期约为0.1 s，与单层简易房屋自振周期吻合，而共振效应是单层简易房屋震害重于其他柔性结构的重要外因；灾区简易房屋普遍存在的结构体系稳定性差、构件强度不足、节点连接弱等缺陷是震害较重的内因。

分析2013-12-16巴东5.1级地震震害特征发现，造成农居破坏的主因是设防标准低或不设防。选取我国现代农村较有代表性的砖混结构和框架结构农居作为研究对象，计算不同结构农居在不同抗震设防标准下的单方造价和造价增加比例。结果表明，引起农居造价变化的主要原因是建筑材料费，而在所有材料费中，又以钢筋和混凝土增加的费用影响最大。所以，要提高农居工程设防标准，政府应给予适当的财政支持。

通过样本数据建模，改进传统的人口分布模型中“行政区划的统计样本”与“网格单元”尺度不一致的问题，并将湖北省人口数据空间化结果应用于巴东Ms5.1地震灾情盲估。结果表明，人口数据空间化方法可以较好地反映人口分布情况，用该数据得到的灾情盲估结果有较高的可信度。

对2010年以来三峡流动重力观测资料进行拟稳平差，获得6幅20131216巴东5.1级地震前重力变化图，并绘制了点值变化曲线。对重力变化演化特征与巴东地震的关系进行分析,结果表明：1)在进行重力资料处理时，应进行一次项格值系数检验，并对发生变化的一次项格值系数进行修正;2）2010年以来的重力点值变化曲线表明，水位变化对长江边和支流附近的重力变化影响明显，在没有合适荷载模型对负荷重力效应进行改正的情况下，在进行重力变化分析时应将这些点去掉;3）巴东地震前三峡库首区重力场经历了一个反复升降的变化过程，但巴东地震震中区大多处于正负重力变化转换的梯度带上，而且地震前一年的重力变化一直处于上升状态，由此认为震中区震前存在持续挤压的构造活动背景。

基于巴东地区布格重力异常信息，采用艾黎-海斯卡宁均衡模型，计算了该区均衡重力异常。结果显示，该区均衡重力异常变化范围为-45×10^-5ms^-2～45×10^-5ms^-2，大部分区域基本处于重力均衡状态，局部存在弱正异常与弱负异常，弱正均衡异常呈条带状。研究表明，太行-武陵重力梯级带基本处于均衡状态，内部存在差异；巴东地区西北部存在一定程度的地壳均衡调整空间；巴东Ms5.1地震区域处于重力均衡状态，推测其发震与地壳均衡调整无直接关系。

采用常规数值方法与小波变换方法对巴东Ms5.1地震前宜昌台洞体应变资料的异常变化现象进行分析，结果表明存在超过2倍均方差现象，异常起始时间与台站附近土石方开挖起始时间一致。用地表集中荷载模型计算土石方开挖引起的荷载变化对应变的影响，结果表明，理论值比实际观测值小一个数量级，因此该异常变化不能仅归结于土石方开挖引起的荷载变化，可能存在其他干扰因素或地壳应力的变化。

对甘肃地区2010~2013区域重力网观测资料进行精细处理，获得2013-07-22岷县漳县6.6级地震前后的重力场变化图像。结果表明，重力场变化表现出与以往震例类似的异常特征：1）震中及以南地区震前持续正异常变化，临震前最大量级达70×10^-8ms^-2；2）震后重力场快速反向变化，震中区附近正异常消失。此外，资料处理过程中发现，仪器格值系数的变化对重力场变化结果存在较大的影响。

利用计算得到的2013年12月巴东Ms5.1地震前后地震震中周边主要地磁台站的地磁转换函数，研究了地震前震中距300 km范围内主要地磁台站下方不同深度介质电性的变化特征。结果显示，2012年初至巴东地震发生前，丹江、谷城地磁台下方不同深度介质电性出现差异性异常，当阳地磁台下方浅表和深部转换函数同步出现加速上升现象。

用倾斜应变固体潮数据的异常识别方法对巴东Ms5.1地震震中附近400 km范围内的潮汐形变观测数据进行分析，结果表明地震之前这些观测资料无明显异常变化，通过进一步解算得到的异常变化台项较为零散，无法从中获取震中信息。

基于中国地震信息网站最新地震速报数据，采用自编程序，实现了地震应急与科学产品的后台自动加工处理与自动发布。以巴东5.1级地震为例，说明用该方法提供的地震科学产品与应急服务具有较强的时效性、可行性和可靠性。

推导了基于“当前”速度和卡尔曼滤波的月球车定位模型，并根据当前中国VLBI观测网对同波束VLBI（SBI）数据进行模拟与解算。模拟实验结果表明，该方法能得到高精度的月球车位置与速度信息，是解决月球车动态定位问题的一种有效方法。

分别选取分布在全球沿海及内陆区域的多个IGS跟踪站，基于海潮负荷对测站位移影响的理论，通过设计多种方案对监测数据进行解算，结果显示：1）海潮负荷对测站高程的影响是cm量级；2）在考虑和不考虑海潮负荷效应时，利用GPS观测数据解算的对流层天顶延迟值的差异是mm量级；3）这一差异与测站高程的海潮负荷效应存在弱线性关系。

针对传统小波阈值去噪算法的不足，根据变形监测数据特点及噪声在小波变换各尺度上的传播特性，提出新的门限阈值估计方法与阈值处理函数，并应用于建筑物变形观测数据时间序列建模。算例表明，改进后算法的去噪效果及预测值精度均优于常规方法。

提出一种新的空间圆检测方法。首先以观测点拟合平面，然后采用空间向量构成中垂面的方法拟合球壳，并加入圆心在拟合平面内的限制条件，直接解算空间圆的圆心坐标及半径；同时在拟合过程中加入粗差剔除。该方法的数学模型可靠、拟合精度高，相比其他拟合方法，其实现更加简便。

基于中国地壳运动观测网络1999~2013年和中国大陆构造环境监测网络2009~2013年的GPS区域网观测资料，并结合境外天山、帕米尔等地区公开发布的速度场结果，获取整个天山及邻区较为完整的地壳运动图像以及应变率场分布特征。初步结果表明：1）天山地区现今应变率场分布的整体特征与该地区长期的地质构造背景具有一定的继承关系，天山以近南北向挤压缩短变形为主要特征，主压应变率由其西段（77°E附近）的约45×10^-9/a，逐渐降至东段（86°E附近）的约10×10^-9/a;2)天山西南部的帕米尔高原北缘逆冲断裂带及其北侧的阿莱山脉附近为面压缩区，主压应变率约为（50~60）×10^-9/a，面膨胀率约为（40~50）×10^-9/a，与已有GPS剖面观测到的该区域（10~15）mm/a的地壳缩短速率十分一致;3)与塔里木盆地相邻的帕米尔高原东部地区（38°N附近），其现今地壳活动、应变率场分布与该地区目前处于拉张的地震、地质构造背景有很好的一致性，主应变率和面膨胀率显示存在一定程度的拉张变形，拉张应变率约为（10~20）×10^-9/a，方向为近东西向;4)最大剪应变率结果显示天山地区存在一定程度的剪切变形，最大剪应变率高值区对应于西南天山的帕米尔北缘逆冲断裂带附近，幅度最大值约为40×10^-9/a；5)另一最大剪应变率高值区位于天山西部（78°E附近），幅度约为30×10^-9/a。

利用2011~2013年青藏高原东北缘地区GNSS水平形变观测与处理结果，分析了青藏高原东北缘近期水平形变场，得出以下结论：2011~2013的水平运动清晰有序，相对运动一般在15 mm/a以内；区域主压应变优势方向为东北西南向，值域在±40×10-9/a之内，最大主压应变区呈带状分布于研究区域南部；从应变率的膨胀与收缩空间范围来看面收缩占优势，表明该区是以压性为主积累应变能，面收缩较大值主要分布在东南角；最大剪切应变率较大的值域以条带形式展布在区域内，一个是祁连构造活动带，另一个是其南面靠近区域南端且与其平行的条带上；水平旋转量在空间上的分布比较有序，左旋活动与右旋活动呈区域性展开。

实验发现，当接收机发生钟跳时，对流层参数解算精度会受到严重影响。在对流层参数估计时，若固定测站坐标，则接收机钟差和对流层延迟参数相关性大大增强，对流层延迟的估计精度会随着接收机钟差精度的降低而降低，反之亦然。采用2012-07-21北京市区和房山区两个台站的数据分析表明，利用精密单点定位技术和IGS预报产品实时反演的水汽精度为2～3 mm

根据权重求取的不同约束准则，对变形并联组合预测模型的构建进行研究。分别构建了非最优、最优权、灰色综合关联度定权、熵权、神经网络非线性5类变形并联组合预测模型，讨论了5类约束准则下的权重求取特点，并比较了预测的效果。分析表明，基于神经网络的非线性组合预测具有良好的特性和较高的预测精度。

顾及入射角对点云数据点位精度的影响，提出入射角定权的点云数据加权总体最小二乘平面拟合方法。该方法以加权总体最小二乘方法为基础，利用入射角信息确定点云数据中各点的平面拟合权重，并根据系数矩阵结构特点定义其权阵。通过3种不同材质平面样本数据的计算分析表明，与最小二乘法、总体最小二乘法相比，该方法可得到更高的平面拟合精度。

对2011~2013年7月的3期流动GPS最新观测资料进行处理，获取青藏高原东北缘地区近期地壳水平运动速度场图像。水平运动速率、跨主要活动断裂GPS运动剖面以及应变率场结果表明：1）祁连山北缘断裂东段榆木山断裂、六盘山断裂地壳缩短较为明显，但在断裂两侧邻近区域差异性运动并不明显，说明这两条断裂处于应变积累阶段，闭锁程度高；2）岷县-宕昌断裂处于剪切应变积累的强闭锁阶段，2013-07-22在该断裂带上发生了Ms6.6地震；3）受2008年汶川地震震后影响的龙门山震区已基本调整恢复到震前的运动态势，龙门山断裂带挤压缩短率为1~3 mm/a。

结合唐洞煤矿21采区实际地质、测量与开采资料，采用概率积分法实现了采空区影响范围的地表变形快速预测，并用ArcGIS将预计下沉等值线图和矿区地形图叠加，对比分析矿区实测形变数据，用概率积分法准确预计矿山开采地表沉陷量。

用户在对精密星历或广播星历进行多项式拟合与插值时，会受到龙格现象的影响。利用卫星的位置和速度信息，可有效地减弱龙格现象的影响，8 h多项式插值弧段在检核点处的残差均在mm级。

为解决导航卫星星上分布式自主定轨问题，研究了扩大方差扩展卡尔曼滤波。结果表明，基于地面锚固站和扩大方差扩展卡尔曼滤波算法，导航卫星能够实现分布式自主定轨，并且满足对导航卫星轨道的精度要求。

提出一种通过固定广播星历轨道估计精密卫星钟差，实现在一定区域范围内高精度单点定位的方法。基于PANDA软件分析了钟差估计中不同基准站的分布策略，给出我国范围内一组优化的基准站分布策略。实验表明，在此策略下，使用广播星历轨道通过钟差估计能达到静态1 cm、动态6 cm的定位精度。

从数据拟合的角度探讨总体最小二乘方法的适用性，给出总体最小二乘残差距离与最小二乘残差距离之间的关系表达式并推广到多维情形；研究总体最小二乘准则、数据最小二乘准则和最小二乘准则之间的关系，给出适用场合；通过模拟计算分析，得出有益结论。

将熵权理论引入到变异函数理论模型的参数估计中，对加权多项式回归的加权方法进行改进，以信息熵定权，并用实际变形监测数据进行实验。实验结果表明，该方法综合了距离和样本点对数对权重的影响，加权回归确定的变异函数模型更准确，插值预报效果更优。

提出利用功率谱密度分析、自相关函数分析、Allan方差分析等方法建立可靠的钟差函数模型和随机模型的思路，并对比分析了现有的两种两参数钟差状态模型——随机游走型状态模型和高斯-马尔可夫型状态模型。计算结果表明，在GPS/INS紧组合导航应用中，应使用高斯-马尔可夫型钟差状态模型，并通过自相关分析等方法估计可靠的相关时间，方能准确地描述钟差状态变化。

针对全球加权平均温度模型（GWMT）在海洋地区存在显著异常的缺陷，利用2007~2011年NCEP再分析资料建立全球大气加权平均温度模型GWMT_N。利用2011年全球650个无线电探空站Tm数据和2011年COSMIC掩星Tm数据对GWMT_N模型的精度进行验证。结果表明，GWMT_N模型避免了GWMT模型的缺陷，且在陆地地区的精度也得到了提高；GWMT_N模型的整体精度与采用地面实测温度的Bevis公式相当，且无需已知地面实测温度。

将龙格库塔法引入GLONASS轨道仿真，研究步长参数设置对结果的影响，定量分析仿真结果与广播星历的差异和算法效率，并进行长时间仿真试验分析。结果表明，步长参数设置为1~300 s时能兼顾算法效率与结果精度；仿真结果与广播星历的差异随时间延长而增大，仿真300 min时X、Y、Z方向差异分别为266.43、24613、336.06 m，每仿真一个历元24颗星数据耗时约2 ms。龙格库塔法适用于GLONASS轨道仿真。


介绍A10/028与FG5绝对重力仪两次比对测量试验的情况，并分析其结果。结果显示，绝对重力仪A10/028与FG5观测结果之间没有明显差异，在±5×10^-8 ms^-2之内，二者一致性较好；A10/028抗干扰能力较强，测量结果重复性较好，内符合测量精度为±(2~3)×10^-8 ms^-2。

为了滤掉GOCE引力梯度数据的低频误差，基于引力梯度数据的频谱特性设计了3种滤波方法，并选取其中滤波效果最优的一种方法处理了2009-11-02~2010-01-10共70 d的引力梯度数据。利用滤波后的70 d引力梯度数据恢复的1个200阶次的重力场模型结果显示，引力梯度数据恢复的模型必须进行正则化处理，施加了正则化的模型与GO_CONS_GCF_2_TIM_R3在160阶前具有一致的精度。

分析逐点旋转法模型转换过程中误差对转换结果的影响，给出了梯度张量的转换策略。处理结果表明，GOCE的姿态误差满足设计要求，但GOCE梯度张量观测数据质量非常差，包含大量的低频有色噪声，在转换前需要对观测数据进行滤波处理，且采用“移去-恢复”方法能显著提高梯度数据的转换精度。

提出一种基于灰色模型和小波神经网络相结合的卫星钟差预报方法。首先通过灰色模型对钟差进行拟合并确定钟差预报的灰色模型，然后根据拟合残差对小波神经网络进行建模，最后将两种模型对应的预报结果结合得到钟差预报值。使用IGS精密钟差进行实验，证明该方法的预报效果优于二次多项式模型和灰色模型，特别是对于ⅡR型铷钟和ⅡF型铷钟，其预报精度可以提高2倍以上。

针对经验权值偏差及扫描数据异常点对传统加权整体最小二乘点云数据平面拟合精度的影响，提出既可自适应修正观测向量权值及系数矩阵权值，又能剔除异常数据的稳健加权整体最小二乘算法。将新算法应用于拟合不同扫描距离获取的点云数据，算例表明，与常规方法相比，该算法的单位权中误差较小，平面拟合精度较优。

讨论了广播星历精度分析预处理的关键问题，统计了10 d卫星位置、速度和钟差误差。结果表明，卫星轨道各方向误差均小于2 m，卫星钟差均值和均方根均小于8 ns，卫星速度偏差小于0.5 m/s，空间测距误差小于2.5 m。相对于2006年的统计结果，精度有了一定程度的提高。

使用37个IGS站的实测数据解算了4颗在轨Block IIF卫星（PRN01、PRN24、PRN25、PRN27）的IFCB值并进行特性分析。结果表明，目前所有GPS Blcok IIF卫星三频信号间存在的IFCB量级在cm到dm级；快速解算方法比非差估计方法更加省时高效；12、6、8、4 h的周期组合模型能较好地描述IFCB的变化，精度可达cm级；现有的IFCB计算方法、模型也适用于所有的Block IIF卫星。

针对目前平面圆形标靶在大角度倾斜或存在数据部分缺失时无法准确提取中心的问题，提出一种边缘拟合算法，即基于回光强度结合边缘点搜索算法自动提取平面标靶的圆形边界，然后对边界点进行拟合用于确定标靶中心。实验表明，该方法简单易行，在工作条件较好时提取精度与仪器自带软件提取值一致；当存在大角度倾斜或数据缺失时，该方法仍可以准确提取出标靶中心的坐标。

基于PPP的数学模型，分析多径误差对PPP定位结果的影响。研究表明，对PPP应用恒星日滤波时解算区间、数据采样率等定位参数应保持一致。通过对定位偏差序列的拉格朗日插值，可以将恒星日滤波应用到低采样率的观测数据中，拓宽恒星日滤波的应用范围，降低处理计算量。针对IGS跟踪站的数据，应用恒星日滤波多径误差修正后，PPP动态定位的精度有了明显改善，东、北、天3方向的精度分别提高了69.2%、72.3%、27.6%。