采用单频星载GPS实测伪距和载波相位观测值，结合不同的电离层延迟改正模型进行模拟实时定轨实验，分析单频实时定轨的精度。不同轨道高度的低轨卫星实验结果表明，在卫星轨道较高(500 km以上)时，使用单频伪距观测值与改进的Klobuchar模型，实时定轨位置精度可达0.86 m(三维RMS)，速度精度可达0.9 mm/s，接近甚至优于双频伪距实时定轨的轨道精度；使用单频码相无电离层组合观测值时，实时定轨位置精度可达0.54 m，速度精度可达0.55 mm/s。采用合适的电离层延迟改正模型，廉价的单频星载接收机可应用于微小卫星的实时定轨。

分析GPS高频单历元时间序列中的误差特性，采用中值滤波法消去高频噪声。经计算，偶然中误差在水平方向为±4～4.5 mm,高程方向为±9 mm。通过周期性重复解算、时间序列比对及相关系数最大化发现，GPS高频单历元时间序列中包含的周期性系统误差的重复周期为86 153～86 165 s。通过对系统误差建模或差分，可消除时间序列中的系统性成分，提高GPS高频单历元数据处理的精度。

使用IGS MEGX发布的北斗卫星精密钟差数据，利用哈达玛方差公式对目前所有在轨健康北斗卫星钟的稳定性进行分析。结果表明，北斗卫星钟在1 a的跨度内比较稳定；其300 s稳定性量级为10-13，但是各颗卫星并不完全相同；北斗卫星钟与GPS卫星钟的稳定性对比显示，北斗卫星钟稳定性介于GPSⅡR-M与GPSⅡF上搭载的铷钟之间。

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。

研究了一种改进的三频模糊度解算方法。对宽巷和窄巷模糊度固定时受到的噪声误差进行分析得出，选用文中给出的无几何无电离层组合解算的窄巷模糊度噪声标准差均为B3载波波长的8.262 8倍。用实测的北斗三频数据进行了实验验证分析。

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。

提出一种基于微分形态学断面的机载LiDAR点云数据滤波新方法。该方法由点云数据构建规则格网，去除粗差点；对构建的每一个格网进行多尺度分解，获取初始地面点及地物点；分别利用曲面逼近及微分形态学断面构建DTM（digital terrain model），通过阈值函数判别二者之间的残差，确定最终地面点。使用国际摄影测量与遥感学会提供的测试数据进行实验，并与8种经典滤波算法比较分析，表明该方法能够有效去除地物点和保留地面点，并降低总误差。

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。

构建描述断层平动和转动的向-位错模型，利用2001~2004 年的GPS数据，采用粒子群算法反演鲜水河断裂带不同分段处的断层滑动和转动情况，最后由正演计算验证反演断层参数的可靠性。结果表明：1）鲜水河断裂带断层活动以滑动特性为主，整体呈左旋走滑运动，局部兼有挤压；2）鲜水河断裂带转动特征分段性较为明显，北西段和南东段的断层转动特征较强，且南东段断层转动最为显著。

利用图像亚像元互相关分析方法处理了Landsat-8卫星获取的时间序列影像数据，得到中国青藏高原西北部地区西昆仑峰区冰川匀速滑移的时空演化过程。利用亚像元影像互相关技术对Landsat-8光学影像精确配准，配准精度达到0.01像元，即该光学影像的水平形变监测精度达到0.15 m。通过对2013-07～2014-08的15景Landsat-8影像进行互相关和形变时间序列反演分析，获得了西昆仑峰区两条冰川的滑动位移场和速度场。研究表明，该区域的冰川基本处于匀速滑移状态（无明显加速和减速现象）；同时也验证了Landsat-8光学影像在监测较大地表位移和地壳形变事件（如沙丘移动、地震、滑坡、火山等）上的应用潜力。

针对恒星日滤波中计算GPS卫星轨道运行周期提前时间的问题，提出一种基于傅里叶级数曲线拟合的提前时间估计方法。根据跨度达8 526 d的广播星历计算每天中所有可用卫星运行周期相对于前1 d的平均提前时间，将此平均提前时间作为采样点，以8阶三角函数形式展开的傅里叶级数进行曲线拟合，将卫星运行周期的提前时间拟合成关于时间的单一变量函数，免去了繁琐的计算步骤。实验结果表明,傅里叶级数恒星日滤波法缩小了监测点N、E、U三个方向坐标残差序列的均方根值，有效消除了GPS动态变形监测分析中的多路径影响，提高了复杂工程环境下动态变形监测中变形信息提取的能力。

将局部均值分解(LMD)方法应用在监测数据中。实验结果表明，LMD-GM(1，1)模型的拟合效果和预测效果比EMD-GM(1，1)模型和GM(1，1)模型好，具有更高的应用价值。

结合Kalman滤波与回声状态网络，将在线回声状态网络算法应用于变形数据预测。回声状态网络的输出权值通过Kalman滤波训练，直接对网络的输出权值进行在线更新，克服了传统递归网络需要收集大量样本后才能进行拟合预测的缺陷，同时也保证了预测精度。实例计算验证了该方法的有效性。

采用黑龙江数字地震台网2012-01～2014-07间23个宽频带地震台站记录的远震SKS波形资料，利用Splitlab 软件对黑龙江地区进行剪切波分裂的分析研究，使用最小能量法、旋转相关法和最小特征值法计算所有观测台站的SKS快波偏振方向和快、慢波的延迟时间，最终得到黑龙江省上地幔各向异性图像。结果显示，黑龙江地区上地幔地震各向异性比较明显，快波偏振方向与主张应力方向基本一致，与GPS得出的速度场方向相符，说明该地区的壳幔耦合可能存在垂直连贯性。

利用三峡工程地震监测台网记录的2003~2014年地震振幅比和P波初动数据，对三峡水库重点监视区蓄水后地震的震源机制进行解析。结果表明，这些地震震源的基本特征是大仰角的主压应力轴和近于正断的震源错动。在库水的循环加卸载及其水岩的理化作用下，浅表岩层软弱结构面（体）失稳，是蓄水后小微地震活动的主要诱因。 值得注意的是，2010年以后，逆冲走滑类型地震的比例显著增多，显示了区域构造应力场的控制作用。

采用遥感和GIS技术从宏观上对三峡库首区三峡工程二期、三期治理滑坡和新增滑坡的空间分布与地形地貌、地层岩性、断裂构造、水系流域和人为影响等因素的相关程度进行分析，获取孕灾环境特征规则，并对其危险性进行评价。结果表明，地形因子中的高程、坡向和高程变异系数与滑坡的相关性较高；研究区内断裂构造对滑坡发育的控制作用不明显；研究区滑坡体的空间分布受到不同因子组合的约束，可根据不同因子组合约束的权重对研究区滑坡危险性进行评价。

根据波动方程有限差分原理，通过设定不同的观测系统参数，对浅层活断层模型进行正演模拟。同时结合实际资料，讨论适合于浅层城市活断层探测的采集参数。结果表明，采用小道距、小炮距以及适合于地震主频的数据采集方法可以得到高质量的浅层地震资料，有利于提高隐伏活断层上断点的定位精度。

利用2003-01～2013-12期间GRACE数据反演得到地球表面质量变化，使用全球正向建模恢复法改正泄露影响，获得南极冰盖质量变化。比较GRACE直接估计和泄露影响改正后的结果发现，南极冰盖在2003～2013年质量变化信号衰减20.3%，西南极有26.4%的质量消融信号泄露到了周边，东南极的泄露影响更高达70%。改正后的结果表明，南极冰盖绝大部分质量消融发生在西南极和南极半岛，质量积累发生在东南极的Ronne冰架和Amery冰架；西南极冰盖质量变化速度达到-152.47±2.00 Gt/a，基本上等同于南极全岛的质量消融速度，而南极半岛的冰盖融化速度为-27.44±0.75 Gt/a，基本与东南极的冰盖质量积累速度27.27±5.12Gt/a抵消；南极全岛冰川整体质量以-152.64±7.00 Gt/a速度消失，并以-18.85±4.87 Gt/a2的加速度加速融化，导致海平面以0.41 mm/a的速度上升。

基于近10 a的GPS坐标时间序列获得川滇地区速度场，结合地质资料将该区划分为7个块体，并使用ABAQUS建立三维有限元模型，提取速度场边界值作为模型约束条件，模拟得到应力场。位移场数值模拟结果显示，模型较好地反映了川滇地区西北部青藏高原推挤、东侧扬子块体阻挡的格局，同时位移方向在菱形块体及拉萨块体内部绕东构造结顺时针旋转，与实际相符。应力场模拟结果表明，龙门山断裂带、鲜水河断裂带和安宁河断裂带交界区域南北两侧、小金河-丽江断裂带西段与澜沧江断裂带交界处南北侧、南汀河断裂带西段南北侧、红河断裂带中段东西侧均存在明显的应力分布不均现象，地震危险性较大。

为解算航空重力测量中的载体运动加速度，对GPS载波相位伪距双差观测量进行分析。考虑对流层延迟和电离层延迟的影响，并通过对载体的运动学建模，提出一种基于PVA模型的Kalman滤波算法。相对于传统的差分方法，该算法可从相位观测量中直接解算载体运动加速度。通过仿真分析验证，采用自适应Kalman滤波，得到的未经低通滤波处理的载体加速度标准差为7.26×10-3 m/s2。

基于古登堡平均地球模型和积分格林函数方法，利用中国近海海潮模型Chinasea 2010、Naoregional 1999和全球海潮模型EOT11a，计算中国沿海GNSS连续运行站上的海潮位移负荷影响，并对其均方根RMS及和方根RSS进行综合分析。结果表明，2种近海模型分潮波位移负荷差异水平分量大部分为亚mm级，垂直分量普遍为mm级，最大达5.8 mm；Chinasea 2010模型比Naoregional 1999模型在中国海域覆盖面积大，2种模型在黄海和东海海域差异较大，在渤海和南海海域差异较小；模型差异与测站位置及潮波频率均有关系，应比较观测资料的负荷改正效果，择优采用适宜本区域的模型。