基于陆地μGal级精度的重力重复测量可以获取高精度区域重力场时变信号，实现对地壳内部介质物性变化的监测能力。提出一种基于现有地震重力监测网络，通过优化场地观测条件，联合应用高精度绝对重力、相对重力，联合水准、GNSS系统和水文等观测手段，设计一种新型的场地重力阵列式观测系统，有助于分离不同深部场源引起的微重力变化信号。该观测系统除可以提高地壳深部场源信号的信噪比外，还可以通过调整阵列间距来监控敏感区场源变化，有助于探测地壳深部地震孕育和发生阶段的场源介质物理变化过程。

对新引进的2台CG-6相对重力仪的静态和动态性能测试数据进行处理和分析。结果表明，2台仪器的动态观测精度均优于10 μGal，重复性标准差优于5 μGal，静态、动态和混合零漂率幅值均小于8 μGal·h-1，静态和混合零漂均呈现良好的线性特征。

以青藏高原地区为研究背景，以评估水文模型在该区的影响因素、改善条件及其整体适应性为研究目标，利用GRACE重力卫星对比水文模型模拟的陆地水变化，以及地面气象实测数据对比降雨与温度两项重要指标，采用相关与误差分析法评价水文模型输入参数，将其作为模型预测数据与实际观测数据进行对比分析。结果表明，GLDAS/Noah各项指标与GRACE更为相近，降雨与气温数据除夏冬两季存在幅值差异外，整体上周年幅值与相位都存在较高NSE系数，表明GLDAS模型的降雨及气温输入参数与地面观测数据有较高的一致性。

利用三峡遥测地震台网和流动加密台资料计算2017-06巴东M4.3地震序列震源深度并分析其深度误差。结果显示，序列震源深度主要分布在3~5 km；流动加密台观测明显改善了震源深度测定精度，其震源深度误差由平均1.8 km减少到1.1 km。研究认为，直达波法测定三峡遥测台网（特别是布置流动加密台后）网内地震可获得较高精度的震源深度。

 2017-06-16 、06-18湖北省秭归县和巴东县先后发生M4.3、M4.1地震，武汉城市圈地震预警和烈度速报台网先后获取这2个事件13组和11组强震动记录。对2次地震进行反应谱和傅里叶谱分析，获取峰值加速度和仪器烈度图，得到仪器烈度值最大为7.1度，与震中现场灾害评估烈度7度、大部分地区5度基本一致，充分体现了武汉城市圈地震预警与烈度速报示范工程项目建设成效。

对两颗太阳同步轨道测高卫星ERS-2和Envisat 1995～2010年169个重复周期（共近15 a）的数据进行沿轨正交响应分析，得到中国海及西太平洋地区的海洋潮汐调和常数，并利用交叉点位置上升轨迹与下降轨迹提取的潮汐信息和验潮站数据分析了结果的准确度。结果表明，除S2、K1分潮外，基于ERS-2和Envisat测高卫星能够提取出可靠和分布合理的潮汐调和常数，结合交叉轨迹与邻近地面轨迹将有效改善采样规律和观测样本数量，进一步提高潮汐参数的准确度。

基于电磁场正演理论编制高频大地电磁法正演程序，采用自适应有限元方法模拟起伏地形对高频大地电磁数据的影响，在10～105Hz频率范围内，通过地堑、地垒、任意起伏地形3种模型，分析总结起伏地形对高频大地电磁法TM和TE两种极化模式的视电阻率和阻抗相位曲线的影响规律，所揭示的规律可为山区高频大地电磁勘探外业布置与数据分析解释提供参考。

基于1980年、2005年和2015年3期区域精密水准网观测资料，利用线性动态平差模型计算获取大别山地区水准网长期垂直运动速度场图像。研究发现，淮河平原地表下沉较为严重，大别山呈现弱隆升趋势运动，长江谷地边缘地区较大别山区呈现明显的隆升运动。跨郯庐断裂带水准剖面结果显示，垂直运动与地形呈负相关和弱相关。

对银川盆地的主要断裂及构造演化、GPS速度场、现代地震活动及其震源深度剖面等进行研究。结果表明，银川盆地受到太平洋板块北西向俯冲和青藏高原北东向挤压作用影响，并处于剪切拉分断陷环境；GPS速度场显示，盆地内断裂南段比北段速率大，2009~2015年的水平拉张变形和剪切变形与1999~2007年相比有所减小，而速率值相对增加；现今地震资料及震源深度剖面显示，地震主要分布在断裂附近，并且地震的震源深度受断裂控制，说明断裂对地震有很好的控制作用；盆地内GPS平行速率和小震活动与断裂活动性具有较好的相关性，GPS平行速率大，小震活动密集，断裂的活动性强。

利用欧空局提供的Sentinel-1A卫星差分干涉数据为约束，对2015-12-07塔吉克斯坦MS7.4地震的震源机制进行反演。首先运用两轨法对卫星雷达影像进行差分干涉处理，获取覆盖塔吉克斯坦地震震区的同震形变场，然后运用分布式滑动模型反演获取较精细的断层滑动分布。结果显示，分布式滑动模型与观测结果有很高的拟合度。反演结果表明，发震断层以左旋走滑运动为主，此次地震断层的最大滑移量为4.42 m，同震的地震矩为73.71×1018 Nm，矩震级为MW7.19，与震后USGS、GCMT、IPGP等机构给出的震源机制解结果一致，是在具有左旋走滑运动特征的显著构造背景下的一次正常、必然的破裂事件。

利用湖南地区长沙、怀化、郴州3个探空站连续3 a（2012～2014年）的观测数据，以数值积分法计算的大气加权平均温度（Tm）作为参考值，分析Tm与地面气温Ts、水汽压es及大气压Ps之间的相关性，并基于最小二乘原理建立湖南地区多因子Tm模型。研究结果表明，Tm与地面温度Ts和水汽压es呈正相关性，与大气压Ps呈负相关；Bevis模型的Tm偏差主要分布在0～4 K之间，存在一定的系统偏差，而基于Ts单因子的Tm模型偏差主要分布在-2~3 K之间；双因子与三因子精度相当，但均优于单因子模型。总体而言，基于地面气温Ts和水汽压es的双因子Tm模型的精度优于基于Ts的单因子模型，更优于Bevis模型，适用于湖南地区的GPS气象研究及业务应用。

提出一种改进的集总平均经验模态分解与自回归移动平均模型组合的残差修正模型，并利用2015年不同经纬度同一时段以及相同经纬度不同时段IGS提供的电离层电子总量数据，用3种模型对5 d内的数据进行预测。结果表明，改进模型5 d 内的平均相对精度为96%，而EMD-ARMA模型及ARMA模型分别为94.5%、93%。

采用GFZ精密卫星轨道、钟差和MGEX测站观测数据，分析BDS载波相位时频传递性能。在KARR站BDS可视卫星数较多（平均为10.1颗）时，BDS时间传递精度为0.2 ns，与GPS、GLONASS相当；在PTVL站BDS可视卫星较少（平均为6.9颗）时，平均TDOP为3.5，大于GPS和GLONASS，其时间传递精度较低，仅为0.68 ns，差于GPS和GLONASS。目前，由于BDS全球跟踪站有限，MEO卫星较少，BDS收敛时间长于GPS和GLONASS。两测站三系统频率传递结果和频率稳定度结果基本相当，变化趋势一致。因测站KARR、PTVL未配备高稳定度的原子钟作为外接频标，得到的频率传递精度和频率稳定度较差。

针对BDS短基线单历元差分定位中双差法方程严重病态的问题，采用TIKHONOV正则化准则进行改善。计算获得可靠的浮点解及其对应的方差协方差阵，再运用部分模糊度固定策略，采用LAMBDA方法进行模糊度固定获取准确的固定解，达到cm级的BDS实时定位效果。

从卫星可见性、DOP值、多路径误差、信噪比等方面对Swarm卫星星载GPS实测数据的质量进行分析，并将分析结果与GRACE卫星星载GPS数据质量进行对比。结果表明，Swarm卫星的多路径效应与伪距测量噪声比GRACE卫星大；DOP值两者基本相当；Swarm卫星接收机的通道数虽少，但是其跟踪能力强于GRACE卫星。最后，利用星载GPS数据进行Swarm卫星和GRACE卫星约化动力学定轨，表明Swarm卫星的伪距和载波相位残差均大于GRACE卫星。

采用资源三号02星双频GPS观测数据和CODE快速星历，利用非差简化动力学方法实现卫星精密定轨。通过卫星轨道重叠弧段检验，轨道径向精度优于3.90 cm，位置精度优于5.52 cm。利用SLR观测数据检核卫星轨道，精度优于4 cm。采用轨道外推和瞬时根数方法预报轨道，12 h内切向精度优于30 m。

利用叠加滤波、PCA、KLE 3种方法对欧洲区域平均基线长度为2 000 km的大空间GPS网12个IGS站9 a（2006-01~2014-12）的观测数据进行处理，分析对比3种方法剔除共模误差的效果。结果显示，3种方法剔除百分比分别为25.87%、41.48%、35.72%，滤波后坐标精度明显提高；对于较大的GPS观测网，相对于叠加滤波，PCA和KLE法效果更好，可以显示不同站点的空间特征。

针对传统组合预测模型中各单项预测模型赋权问题的不足，提出一种基于Theil不等系数的IOWA算子最优变形组合预测模型。利用IOWA算子，依据各单项预测模型预测值各时间点精度的不同，赋予不同的权系数，建立最优组合预测模型，并将其应用于变形数据分析与预测。实验结果表明，本文方法的预测结果比各单项模型与传统组合模型的结果更准确。

针对三维建模中经典ICP算法在点云重叠度低时配准精度不高的问题，提出一种基于一致性球的配准算法。该算法在寻找对应点方面，将球体的旋转不变性与基于邻域的SVD正交一致性算法结合起来，使得配准算法能够获得较高正确率的对应点，并以此为基础进行扩散，得到更多的对应点；再使用刚性约束对错误点对进行剔除，最后使用四元数法求解变换矩阵。该方法不仅克服了传统ICP配准算法的缺陷，而且精度也优于传统ICP配准算法。

在球面拟合中，系数矩阵和观测向量的误差同源，均来源于球面点坐标。不同位置有相同元素存在，从理论上讲，这些相同元素应该有相同的改正数，并且非线性形式出现在观测向量中。为此，本文推导了一种改进的总体最小二乘算法，可以很好地克服上述问题。通过算例分析发现，本文方法得到的参数估值更为可靠，证明了本文方法的有效性。

数字压力式水位仪误差来源于压力测量误差、水密度取值误差和重力加速度取值误差，其中后两者引起的误差与水柱高度有关。对我国地震井水位观测网的水密度和重力加速度取值误差进行分析，大部分观测井水密度和重力加速度取值误差引起的水位观测误差基本上可以忽略。为了减少仪器的观测误差，水位传感器投放深度不宜过深，水位观测井筒水温不宜过高。对于个别矿化度大、富气泡的观测井和水温较高的非自流井，密度影响不容忽视。最后，对近几年来招标采购的水位仪器的测试情况进行总结，认为采用压力输入法与模拟井孔法相结合来测试压力式水位仪器的观测误差更为科学和准确。

提出一种适合绝对重力仪的凸轮驱动器设计方法，研究了具体运动过程，基于自由落体运动得到凸轮驱动器的运动曲线，并采用SolidWorks进行仿真验证。结果表明，该设计方法可以解决绝对重力仪的自由落体凸轮驱动器设计实现问题。

介绍Trimble BD970 OEM板接收BINEX格式数据流的结构和解码原理，得到相应的多系统观测文件和星历文件，成功完成对实测数据的解码。介绍GNSS观测数据质量评估的指标及方法，并基于解码后的数据对BD970 OEM板进行数据分析，得到该板卡的观测数据质量相关指标值，为后续的产品应用提供可靠保障。