利用2016-01-21门源6.4级地震前祁连山断裂带跨断层短水准观测资料以及震后数天的加密复测结果，综合观测曲线、异常时空演化特征及特征强度指标，分析门源震前断层形变异常及震后变化。结果显示，2015年该断裂带中东段集中、增多且以突跳为主的断层形变短期群体性异常与这次门源强震有一定关联，具有中短期-短期前兆意义；震后复测结果以转折特性为主，同震变形不是很大。

基于青藏高原东北缘地区最新的跨断层资料，利用时序曲线分析、断层速率合成分析和垂直形变累积率分析等多种方法进行计算，从不同角度和范围提取2016年门源Ms6.4地震震前异常特征，揭示断层活动。结果显示：1）震中距150 km以内多个场地出现了典型的以加速张性变化为主的短期异常，150~300 km内的异常以趋势变化为主；2）祁连山-海原断裂带上异常场地的空间分布表现出由祁连山断裂带中部集中向东迁移至中东部集中的特征，海原断裂上异常有所增多，此类现象与2003年民乐6.1级地震前的现象极其相似；3）祁连山断裂自2014年以来合成速率偏离正常动态值较远，容易积累应变。垂直形变趋势累积率的计算结果显示，地震震中位于形变积累的高值区。

利用河西地区2011~2015年相对重力资料，研究2016-01-21青海门源M6.4地震前区域重力场时空演变特征及其动力机制。结果表明，河西重力场持续多年正、负交替变化，地震前震中区域负异常持续增强并形成重力变化高梯度带，重力正负差异变化最大达到110 μGal。地震发生在重力变化零等值线附近，该等值线分布与祁连山北缘断裂、冷龙岭断裂走向基本一致。

基于武汉大学PANDA软件生成的GPS/GLONASS/BDS/Galileo四系统精密轨道和钟差产品，采用MGEX跟踪站多模观测数据进行试算，对GPS、GPS/BDS、GPS/GLONASS、GLONASS/BDS、GPS/GLONASS/BDS以及GPS/GLONASS/BDS/Galileo 7种模式的动态精密单点定位的精度和收敛性进行比较。结果表明：1）BDS动态PPP收敛速度较慢，收敛后精度能够达到cm级；2）GPS/BDS融合定位北方向分量精度不如GPS单系统定位，但东方向和高程方向分量收敛速度和定位精度都得到改善；GPS/GLONASS和GLONASS/BDS融合定位提高了东方向、北方向和高程方向分量的收敛速度和定位精度；3）GPS/GLONASS/BDS融合定位20 min即可收敛，收敛后平面精度优于1 cm，高程精度优于3 cm；Galileo的引入对收敛速度和定位精度的改善不明显。

针对精密单点定位中多系统融合的问题，提出BDS/GPS/GLONASS 组合PPP的函数模型及随机模型，实现了基于扩展卡尔曼滤波的BDS/GPS/GLONASS 组合PPP。利用实测数据进行静态及静态模拟动态的BDS/GPS/GLONASS 组合PPP实验，结果表明:1）静态实验中，BDS PPP平均收敛时间约为80 min，水平方向精度优于3 cm，天向精度优于6 cm；GPS PPP与多系统组合PPP定位精度相当，且收敛时间与组合PPP所应用的各系统中收敛较快的单系统PPP的收敛时间相当；2）动态实验中，BDS PPP的平均收敛时间约为105 min，水平方向精度优于7 cm，天向精度优于12 cm；多系统组合PPP的精度要优于单系统PPP，且有效缩短了收敛时间。

具体分析导航定位精度各类影响因素的大小，进而评估Galileo定位性能，为Galileo导航定位用户和系统下一步建设提供参考。以精密轨道和钟差产品作为参考，分析广播星历轨道精度钟差精度，并统计分析两者对用户定位的综合影响，即空间信号误差（URE）的大小。结果显示，轨道误差的均方根误差切向在2 m以内、法向在1 m以内、径向优于0.5 m，钟差均方根在3 ns以内，URE(1 σ)约为0.82 m。仿真分析全球Galileo卫星的可见性及位置精度衰减因子（DOP）值的大小，并采用实测数据对用户环境设备误差（UEE）的主要成分进行分析和统计。分析评估Galileo系统的标准定位性能，在全球范围内标准三维定位精度（1 σ）为3.8～6.4 m。

探讨利用双观测值的3种消电离层组合方式，并列出双频和三频模式下的所有消电离层组合观测值。在此基础上，以定位中误差和整周模糊度中误差作为评价指标，提出最优消电离层组合集的选取方法。计算表明，双频模式下16个独立组合集效果均等价，且在高于0.02 m伪距噪声的情况下无法获得单历元双差模糊度固定解；三频模式下2 196个独立组合集效果存在显著差异，最优组合集在不高于0.6 m伪距噪声的情况下可获得单历元双差模糊度固定解。并且，所选最优组合集优于TCAR/CIR和矩阵变换法的结果。

提出采用半参数模型解算大高差短基线，削弱残余对流层误差的影响。算例表明，与常规最小二乘法相比，采用半参数模型处理基线能很好地分离GPS残余对流层误差，提高基线解算精度。

分别利用全球气压气温模型GPT和GPT2处理相同的连续观测站数据。对比两组测站位置估值（简称位置）发现，测站气压偏差所导致的先验天顶延迟偏差不能完全被延迟参数所吸收，导致测站垂向位置出现偏差，且偏差的大小与测站纬度及数据处理中所采用的数据权重有关。测站气温偏差对测站位置的影响可忽略不计，但GPS定位结果的内符合精度随着测站气温的升高而降低。

提出以场地条件类似的比长基线场代替天文大地点进行陀螺经纬仪的校准。从观测原理的误差分析入手，分析对测量精度的要求和仪器选取；将GPS和工业电子经纬仪用于天文大地测量，并对观测方法加以改进，建立一套基于比长基线场的陀螺经纬仪方位角校准装置；最后，给出校准装置的不确定度分析。实验证明，其精度能达到规程的要求。

联合一次范数最小和选权迭代法进行抗差估计。使用一次范数进行粗差定位，在确定粗差位置后，对相应的观测值进行降权，以此作为选权迭代法的初始权进行迭代平差，解决初始权不合理导致选权迭代法失效的问题。最后以水准网数据验证了该联合法的正确性。

针对墙体裂缝对比度低、受噪声干扰严重等特点，提出了一种基于张量投票和目标追踪的墙体裂缝检测算法。在对原始影像进行二值化的基础上，利用张量投票的聚类思想，突出线性区域目标的强度，然后在突出的线性目标上选取特征点，对特征点进行追踪得到裂缝的大致位置，再反投到原始影像上。实验结果表明，该算法能够正确检测出墙体裂缝信息，且检测率较高，具有一定的通用性。

利用PANDA软件计算2011-01～2014-10“陆态网络”所有基准站的单日解坐标，并采用QOCA软件解算基准站水平运动速度场。分析显示，PANDA软件水平定位精度达到2 mm，且根据QOCA软件计算的“陆态网络”基准站水平运动速度场与中国地震局发布的速度场互差RMS在东西、南北方向分别为112 mm/a、0.95 mm/a，表明计算结果准确、可靠。在此基础上，基于速度场数值结果描述了中国大陆相对欧亚板块的水平运动速度场的空间分布特征。

利用2004~2013年3期GPS速度场数据，从断裂两侧的水平挤压、拉张与走滑等3方面，对海原断裂东段至六盘山断裂西段GPS剖面变形与应变积累进行研究。结果表明：1)海原断裂东段与六盘山断裂西段在运动方式上具有较强的一致性；2)在近10 a时间尺度上，该活动断裂整体表现为以左旋走滑为主，兼顾压性变化的运动特征，在上、下盘的相对运动差异速率上，走滑方向上达到2.0~5.5 mm/a，断裂垂直方向上约为0.5~3.0 mm/a。

基于NAKAI模型，实现固体潮汐观测数据的补值和延拓，并分析在“中国地震前兆台网数据处理系统”预处理中加入数据延拓模块的可行性。结果表明，借助NAKAI模型，可以较好地补缺和预测固体潮汐数据，在前兆数据处理系统中加入数据延拓模块是可行和有效的。

基于重力场系数与极移和日长变化(LOD)之间的相互关系，计算1980~2013年二阶重力场系数变化（ΔC21、ΔS21），并将其与人卫激光测距（SLR）的结果进行比较分析。结果表明，两者的变化趋势一致。SLR解算的ΔC20存在6 a变化的周期信号，但其振幅只是LOD中6 a信号的1/10，表明LOD中的6 a信号不是由大气、海洋、陆地水等地球动力学过程所激发的，现在还无法确定其激发机制。

利用宜川-泰安剖面高精度重力观测和GPS数据测量结果，对观测数据进行各项改正和处理，得到剖面的布格重力异常，并采用高斯低通滤波获得剩余重力异常。以诸城-宜川深地震测深（DSS）速度剖面为约束，对沿该剖面得到的高精度布格重力异常数据进行拟合，获得剖面地壳密度结构。结果表明，趋势异常主要反映该剖面地壳厚度的变化，太行山重力梯级带是地壳厚度的陡变带。结合前人相关研究，对剩余重力异常结合剖面经过的隆起、凹陷等地质问题进行讨论，进一步揭示出，剩余重力异常主要反映浅部地质构造和低密度地质体，剩余重力异常与地质构造不仅具有良好的对应关系, 而且其幅值能体现地质体的基本特征，比布格重力异常反映得更清晰、更细致。

引入精度较高的小波神经网络预测局部盲区重力数据。通过实验，对比分析了不同地形数据分布状况下经度、纬度二维输入和经度、纬度、高程三维输入小波神经网络盲区重力数据预测精度，发现利用小波神经网络可以较好地实现高精度盲区重力数据的预测，同等地形条件下三维输入预测的数据精度更高，更有利于后期利用插值方法制备高精度重力基准图。同时，利用克里金法和小波神经网络对真实盲区进行预测。结果表明，两者的预测值相差不大，但小波神经网络的预测结果更为平滑，表明小波神经网络有良好的适应性。

利用2011日本东北Mw9.0地震和2008汶川Mw7.9地震若干台站的高频（1 Hz）GNSS观测资料，通过精密单点定位方法解算出地震发生时的位移形变波形。对位移波形一阶差分得到震时高频GNSS速度时间序列，采用S变换谱的方法对该速度时序进行地震波到时的拾取，即震相识别。将地震波拾取结果用于震中位置和发震时刻反演，并与美国地质调查局USGS公布的资料对比。结果发现，两者日本地震震中位置相差约16 km，发震时刻相差约0.7 s；汶川地震震中相差约4 km，发震时刻相差约0.4 s。

采用非线性最小二乘法对石英水平摆倾斜仪格值标定的秒采样数据进行拟合。通过Levenberg-Marquardt算法实现迭代计算过程，准确求解光记录位移信号参数并计算标定格值。仿真和台站标定实验结果表明，采用非线性最小二乘法计算倾斜仪秒采样数据的标定格值与倾斜仪校准格值的一致性较好。

蓟县水管倾斜仪NS向观测自2014-04-01开始出现加速北倾异常变化。通过观测系统检查、周边环境调查，开展了异常分析工作。结果表明：1）2014-03-31更换水管N端传感器对水管倾斜仪观测造成一定程度的影响。类似的变化在2009-04更换W端传感器后也出现过。2）04-01～11台站南侧于桥水库以高达50 m3/s的速率泄水也是导致异常的原因。对比发现，往年水库大速率泄水期间水管NS向相应地出现过短期加速北倾变化。3）利用三维集中载荷模型开展水库载荷变化影响理论分析，结果表明，04-01～11的平均泄水速率大幅超过库容变化临界速率理论计算值，并且期间倾斜水平方向变化理论值与同台的水管倾斜、垂直摆倾斜NS向观测实际变化量基本一致。从量化角度证实，水管倾斜NS向观测加速北倾变化确实含有水库大速率泄水的影响。4）04-11后库容增加，水管倾斜NS向观测仍呈加速北倾变化，5月中旬后逐步恢复，异常持续时间和幅度均超出了实际泄水时间和理论计算结果。因此，水管倾斜NS向2014-04-01以来出现的加速北倾变化，不仅含有更换N端传感器的影响，也受到了于桥水库大速率泄水的干扰，作为地震前兆异常的可能性不大。