基于滑移弱化摩擦准则，以日本2011年Tohoku MW9.0地震为例，建立一个以物理规律控制地震循环过程的二维有限元数值模型。结果显示，参考模型在1 000 a间的6次大地震表现出特征地震的规律，地震重复周期约161 a,单位破裂长度地震矩为1.13×1020 Nm/km，在两次大地震中间会发生一次5.62×1018 Nm/km的小地震。参考模型的数值结果与地表同震GPS位移、震间GPS速度分布具有较好的一致性。模型弹性参数的不确定性对同震以及震间形变的影响有限，模型粘性参数主要影响震间形变场。数值计算也显示，假设震间形变仅由断层运动规律所决定，那么在一个地震周期内，模型空间重力异常基本上随时间均匀变化，在大陆一侧距海沟100 km处可达-370 μGal；速度场的变化主要发生在震后约5 a的时间内，此后基本保持稳定增加。

采用近场15个地震台记录的2013-07-22岷县漳县MS6.6地震主震波形，计算平均谱质心频率并给出地理分布。结果表明，高频分布椭圆分布在临潭-宕昌断裂主支的西南侧。由此认为，这次地震的逆冲块体应是处于临潭-宕昌断裂西南侧的另一平行次级断层之间的块体，发震构造并非临潭-宕昌断裂；谱质心最高频率的分布范围揭示了地震波能量辐射最强的区域，与现场考察的宏观极震区相吻合。

分析了渭河盆地新生代构造及演化特征。结合秦岭北缘断裂的断层分段性研究发现，口镇-关山断裂与秦岭北缘断裂强烈活动的断层段具有很好的空间对应关系。利用有限元模拟研究作为渭河盆地主控断裂的秦岭北缘断裂和华山山前断裂在伸展作用下对口镇-关山断裂和渭河盆地北缘断裂带其他断层的影响。结果显示，口镇-关山断裂的断层活动是秦岭北缘断裂东段作为秦岭北缘断裂中活动性较强的断层段伸展作用的构造响应，同时口镇-关山断裂作为先存构造加剧了上述影响，使其成为渭河北缘断裂带中活动强烈的断层。

以青岛地铁3号线地表变形横向观测线实测数据为例，开展小波去噪及时序组合预测模型的研究。首先，采用小波理论对观测值进行粗差剔除与去噪处理，根据均方误差最低、信噪比最高的原则，证实dmey小波1层分解、rigrsure软阈值小波去噪方法是最优的。其次，给出地铁隧道地表变形灰色-时序组合预测模型表达式，选用等维新息GM(1,1)模型和残差时间序列模型进行地表变形叠合预测。最后，通过小波去噪后时间序列预测模型、小波去噪前灰色-时序组合预测模型、小波去噪后灰色-时序组合预测模型进行计算分析，结果表明小波去噪后灰色-时序组合模型预测精度最高，并分析了各模型预测精度差别的成因。

提出一种多元整体最小二乘优化的多点灰色动态模型,并结合实例验证优化的MGM(1,n)模型的优越性。将优化的MGM(1,n)模型与一般的MGM(1,n)模型进行对比,分析两种模型的建模值和预测值。结果表明，优化的MGM(1,n)模型在建模数据多于4期的情况下建模精度更高，预测精度更准确,更符合实际情况。

在沉降观测过程中，获取的数据经常存在着不确定性，影响参数估计的可靠性和沉降预测的准确性。把不确定度作为参数融入AR模型，建立基于AR模型的不确定性平差模型。依据残差中不确定性传播规律，利用min-max估计准则，使得残差中的最大不确定度达到最小，从一个新的角度探讨不确定性观测数据的处理方法，得到基于不确定性算法的AR模型，扩展了现有误差理论。通过沉降实例进一步验证算法的优越性。

基于拉萨超导重力仪（SG）4 a的连续观测数据计算其在地震频段（200~600 s）的背景噪声水平，并研究气压、采样率等对功率谱密度（PSD）的影响。分析比较全球地球动力学计划（GGP）公布的2013年全球SG在地震频段和亚地震频段的背景噪声水平，结果发现：1）在频率低于10-3 Hz时，潮汐和气压改正可以很好地改进重力PSD；2）在频率低于0.5×10-3 Hz时，超导重力仪的噪声水平明显优于地震仪，表明SG更适合研究长周期地震和亚地震模；3）全球SG地震频段噪声水平的范围为0.180~1.964，亚地震频段噪声水平的范围为1.860~3.853。

利用2004年苏门答腊9.0级地震后GGP台网中15台超导重力仪的18组观测数据，采用EEMD分解技术及叠积技术，检测了频率小于1 mHz的低频地球自由振荡的简正模（3S1、0S4、0S5）及其频谱分裂现象。通过对原始分钟间隔的超导重力数据进行预处理得到重力残差，然后运用EEMD方法将其分解到处于不同频段上的IMF分量，提高了探测低频自由振荡信号的信噪比，使一些低频自由振荡信号的谱线分裂更清晰地显现出来。结果表明，经过EEMD分解过的重力残差能更有效地检测低频自由振荡信号，得到信噪比更高的低阶球型振荡分裂谱线。该研究进一步证实了EEMD数据处理方法的有效性以及超导重力仪在低阶地球自由振荡检测中的优越性。

推导了联合甚长基线干涉测量（VLBI）和天文导航的月球车定位计算公式，并利用嫦娥三号（CE-3）实测数据分别解算VLBI单独定位和联合天文导航定位的月球车定位结果。结果表明，联合定位相对于单独VLBI定位，提高了天文导航的定位精度，改善了月球车的定位精度；同时，联合VLBI和天文导航定位也保障了月球车定位的可靠性与稳定性。

利用华北地区GPS连续运行基准站网络2008-08~2013-04观测数据，分析36个基准站坐标时间序列的噪声特征。利用区域堆栈滤波方法对GPS单日解坐标时间序列进行共性误差剔除，使用极大似然估计准则定量估计坐标时间序列的噪声特性，并分析有色噪声对测站计算速度的影响。结果表明，华北地区GPS基准站坐标时间序列的共性误差在N、E和U方向分别约为1 mm、1 mm和3 mm，且共性误差具有类似闪烁噪声的特性；共性误差剔除前，坐标时间序列的噪声特性可以用可变白噪声加闪烁噪声模型或可变白噪声加幂律噪声模型来描述；共性误差剔除后降低了坐标时间序列噪声中闪烁噪声的成分，突出了本地效应部分噪声，坐标时间序列的噪声特性可以用可变白噪声加闪烁噪声和随机漫步噪声模型或可变白噪声加幂律噪声模型来描述；最优噪声模型计算的速度误差比仅考虑可变白噪声所计算的速度误差增大5~8倍；剔除共性误差，可使测站速度的精度获得40%左右的提高。

通过不同的方案设计对中国陆态网测站进行解算，研究电离层高阶项延迟对测站坐标和接收机钟差的影响，并分析在不同地磁模型下的影响差异。结果表明，在太阳活动较为活跃时，电离层高阶项延迟对陆态网测站垂向坐标的影响能达到1.2 cm，对接收机钟差的影响接近4.4 mm；不同地磁模型下电离层高阶项延迟的影响很小。还分析了纬度、基线方向与长度对电离层高阶项延迟的影响。

采用2009-11-01~2010-01-31三个月的SLR观测数据，对GOCE卫星运动学轨道 PKI（precise kinematic orbit）进行检核。基于残差分析发现，SLR观测存在测站时距系统性偏差。消除测站时距偏差后，GOCE卫星PKI精密轨道的外符合精度达到1.5 cm。

基于TurboEdit算法中的MW组合，利用卡尔曼滤波分离宽巷模糊度以提高模糊度精度。利用移动窗口的多项式拟合对原GF组合中的多项式拟合进行改进，并对周跳的浮点解进行计算。使用GPS数据检测方法的正确性，结果表明，该方法能探测并修复小周跳、大周跳以及多个周跳。

通过分析不同卫星系统MEO卫星的伪距多路径误差，发现北斗卫星伪距多路径偏差的存在。进一步分析BDS三类卫星伪距多路径误差的变化特征，结果表明，IGSO卫星和MEO卫星的伪距多路径误差存在明显的系统性偏差。选择分段线性拟合和分段多项式拟合两种方法建立北斗卫星伪距多路径偏差改正的经验公式，并比较两种改正方法的效果。分析了北斗卫星伪距多路径偏差改正前后的MP序列和MW组合序列的数据变化特征以及PPP定位结果的差异，验证了经验公式的可行性和有效性。

分析了卫星星座PDOP值与卫星数的关系以及伪距和载波相位观测值残差量级的大小，结合精密单点定位各参数的特性，提出一种适用于精密单点定位的分类因子抗差自适应滤波法。该方法在等价权函数的选取上兼顾PDOP值的检验，并对不同观测量分别进行抗差等价权替换。根据不同参数的特性，建立分类自适应因子，利用预测残差求取各类参数的自适应因子。实验表明，该方法不仅能检测和控制异常观测量对定位解算的影响，而且能提高PPP定位的精度及可靠性。

提出一种基于Levenberg-Marquarat算法的非线性三维直角坐标转换方法,在法矩阵病态或者奇异时依然有效，并通过修正旋转角参数的方法，有效解决了平移量与旋转角量纲不同造成的迭代发散问题。设计出简洁有效的迭代求解模式,获得了稳定的参数解。最后通过模拟数据对比分析,证明该方法的有效性和正确性。

针对等精度独立观测条件下的同一平差问题，从理论上证明复数域与实数域最小二乘平差结果的等价性，并指出复平差方法在函数模型表达上的简便特点。基于常用的图像几何校正多项式模型构造复数域多项式模型，并设计一阶和二阶多项式图像校正算例。结果表明，两种方法的平差结果完全相同，但复数域平差方法的参数维数和法矩阵阶数仅为实数域平差方法的一半。

针对标靶球定位缺少有效的确定协因数阵方法的问题，顾及点到平面的距离反映了点与平面的相关性及入射角对点云数据点位精度的影响，将两者推广到三维激光扫描标靶球定位中。以距离、先验入射角确定各点协因数值，并给出观测向量协因数阵及系数矩阵协因数阵，利用稳健加权总体最小二乘方法进行标靶球定位。实例表明，以距离确定协因数阵的稳健加权总体最小二乘方法解算标靶球参数估计比其他方法更精确。

通过对由亥姆赫兹线圈和测微平行光管构成的水准仪磁致误差检定装置的测量方法及其不确定度来源的分析，讨论了水准仪磁致误差检定的测量不确定度的评估方法，阐述了检定结果不确定度主要由测量重复性、测微平行光管的刻划误差和读数误差、磁场以及磁致误差特性曲线拟合引入。对这些分量分别进行分析与公式推导，最终评定出检定装置的扩展不确定度。