研究东日本地震、汶川地震和玉树地震震中及其附近区域在地震前后的水汽时间序列变化。首先分析震中MODIS水汽序列和震中附近探空站点水汽序列在地震前后的变化；然后基于GNSS ZTD与水汽之间的高相关性，以GNSS ZTD代替GNSS水汽，讨论震源区周围IGS站点的ZTD序列变化。研究发现，震后震中及其附近区域水汽值变化出现异常，且距离越近所受影响越大；水汽不断聚积，达到峰值后发生降水。

基于多期绝对重力与相对重力联测资料，获取不同时空尺度的郯庐断裂带苏皖段及周边地区重力场动态变化，采用小波多尺度分解方法计算不同深度的重力变化，结合区域地质构造，从深度层次的横向变化与时间尺度的纵向变化2个方面进行分析。结果表明，研究区重力变化主要由中、上地壳密度变化或断裂构造活动引起。沿郯庐断裂带苏皖段走向断裂活动分布不均，受周边深大断裂带交切作用的影响表现出明显的分段活动特征。淮阴-响水口断裂、滁河断裂等深大活动断裂带构造活动对局部重力变化具有一定的控制作用，沿断裂带走向分布有明显的重力变化梯度带；郯庐断裂带郯城-泗县段、大别山构造带霍山-六安及江苏溧阳-镇江地区在小波细节动态变化中存在重力变化梯度带异常区，但强度不高，考虑到多条深大断裂交切于此，后期需要重点关注。

利用EGM2008重力模型的11~36阶球谐系数计算青藏高原东南缘岩石圈底面地幔对流应力场，收集整理青藏高原东南缘2000年至今的1 131个震源机制解数据，采用区域应力张量阻尼反演法得到该区芦山地震前和现今的发震层应力场，进一步分析2种应力场的相关性，探讨不同区域的力学耦合情况与强震发生的关系。结果表明：1)青藏高原东南缘大部分位于耦合与解耦的中间地带，耦合区域基本按块体分布，东侧华南块体强耦合，西北部藏北块体、巴颜喀拉块体和西南部滇西南块体部分耦合，解耦主要发生在松潘-甘孜块体附近，以龙门山断裂带连接强耦合的华南块体；2)分析孕震原因，提出青藏高原东南缘地幔对流应力场与发震层应力场耦合程度强弱交界处为地震危险性较高的区域，从现今耦合关系来看，龙门山断裂带仍处于耦合强度变化梯度非常大的区域，具备孕震储能条件，地震危险性较高。其他危险区域大致有：岷江断裂带附近、鲜水河-安宁河-则木河断裂带附近、红河断裂带及南汀河断裂带附近。

针对少量稳定水准点无法建立区域地壳垂直运动模型的问题，提出一种利用GNSS与水准融合建立区域地壳垂直运动模型的方法。首先利用稳定水准点、GPS点初步建立区域地壳垂直运动模型；再根据各个水准点、GPS点的模型结果与实际结果的差异，选取区域地壳垂直运动建模所用点；最后利用函数模型拟合区域地壳垂直运动模型。以山东及周边一等水准网以及CORS数据为例进行计算，证明该方法能够克服因水准点数量不足而无法建立模型的弊端，并提高区域地壳垂直运动模型的精度。

收集苏皖地区1980年、2005年和2015年精密水准观测资料，整体平差获得区域长时间尺度的垂直形变速率场图像，对区域形变趋势特征给出定量和定性描述并作出合理的解释。结合前人对苏皖地区的研究成果，探讨分析区域现今地壳形变特征与区域地震活动性、动力机制之间的关系，为区域地震危险性判定和动力学研究提供一定的基础资料。

将微粒群算法与位错理论模型相结合，采用中国地壳运动观测网络提供的青藏高原地区2001~2004年GPS测量数据和2000~2006年水准测量数据，通过常规定权和附有相对权比的方法对祁连山北缘断裂的三维滑动速率进行联合反演，并与蚁群算法反演结果进行对比。结果表明，微粒群算法收敛速度快、稳定性高，结合经典位错理论模型，是一种可以有效求解断层三维滑动速率反演问题的优化算法，在大地测量反演领域极具应用潜力。

采用“三小三高二绝招”的工作方法，通过静校正、多域多方法联合噪音衰减和精细的速度分析获得较高分辨率的地震时间剖面，揭示苏码头断裂的展布位置、构造形态及变形样式等。结果表明，区域构造以冲起式为主，在反冲断层与逆冲断层之间形成冲起构造或逆冲三角构造，在地震剖面上有明显的楔状特征。通过地震测线的断层走向以NE为主，倾向以SE为主，部分断层倾向为NW。

对天然地震、爆破及塌陷的波形数据进行小波变换，并用小波转换系数提取香农熵特征，采用支持向量分类机LIBSVM多类模式识别方法对香农熵特征进行分类识别，识别率在80%~95%之间。结果表明，采用LIBSVM对波形特征进行分类的方法可以较好地识别天然地震、爆破与塌陷。

对比向家坝库区蓄水前后地震活动特点，结合库尾段地震时序与库水位的变化关系及震中区地层岩性、构造特征等，认为发生在库尾段的地震属于构造型水库诱发地震。地震震中呈北西向密集条带状分布，虽然地表没有明显的控震构造，但不排除在2 km之下存在隐伏断层的可能。该区段位于马边-盐津断裂带的中段，水库蓄水前地震活动十分微弱，蓄水后发生不同于以往的地震活动。

提出一种改进的相关加权叠加滤波方法，顾及GPS站点位置残差序列的总体噪声水平，有利于抑制站点自身噪声和残余粗差给共模误差（common-mode error，CME）计算带来的不利影响。该方法采用相关系数作为权重因子，拥有良好的空间响应。选取我国陆态网8个GPS站点的数据对该方法的适用性进行分析，结果表明，相对于相关加权叠加滤波，其拥有更好的性能，均方根（RMS）改进率提高20%左右，能更加准确地提取CME。

针对使用B1和B2频点组成的MW观测值受噪声误差和电离层延迟误差影响较大的问题，提出使用B2和B3频点观测值组成弱电离层超宽巷MW组合的方法。联合优选的北斗MW组合和2个弱电离层的无几何相位组合（1,0,－1）和（0,1,－1）进行周跳探测和修复实验。结果表明，采用B2和B3频点观测值组合的MW组合伪距噪声更小、探测精度更优，有利于周跳的探测和修复。

针对中长基线解算测站间的大气误差无法通过双差完全消除、影响模糊度的固定与精度的问题，在得到宽巷模糊度后，利用Kalman滤波算法对L1、B1基频模糊度进行估计，并使用LAMBDA算法确定基频模糊度。以三维移动变形平台中长基线实测数据为例，解算GPS、BDS、GPS/BDS系统3种模式下的数条中长基线。总体而言，GPS/BDS组合系统较单GPS、BDS系统精度有所提升，GPS/BDS组合系统各基线固定率、正确率优于82.08%、81.53%，X、Y、Z、3D方向的精度可达15.4 mm、15.9 mm、20.1 mm、30.0 mm；20.8 km、46.6 km基线三维移动变形中误差分别优于18.8 mm、22.5 mm，相对中误差分别优于1/71.9、1/60.1。

针对已有单历元模糊度解算算法只适用于短基线的情形，根据误差传播率确定模糊度精度，依据误差确定模糊度搜索空间，提出一种利用GPS双频观测信息实现中长基线下单历元模糊度固定的算法。首先，利用电离层约束法得到双差模糊度之间的线性约束条件；其次，利用变形监测中监测站点坐标近似已知的条件进行约束，反算获得近似模糊度；最后，根据监测站点已有的观测数据精度给出搜索空间，搜索固定模糊度。结果表明，该方法可以实现中长基线下单历元的模糊度固定，对实时变形监测有一定的参考价值。

为探讨系统偏差最优估计策略，利用IGS提供的GPS、BDS、GLONASS和Galileo 四系统的观测数据以及GFZ提供的精密卫星钟差和精密轨道产品，将系统偏差（ISB）按照高斯白噪声、20 min、30 min、1 h、2 h分段常数进行单天静态解，分别获得E、N、U方向上的坐标偏差，分析不同系统偏差求解策略下多系统融合PPP的收敛时间和定位精度。结果表明，在多系统融合静态PPP中，从观测模型强度与定位结果稳定性和可靠性角度综合考虑，对ISB采用20 min分段常数估计策略是最优的，静态PPP收敛时间在30 min左右，收敛后的定位精度E方向优于2 cm、N方向优于1 cm、U方向优于5 cm。

连续接收10 d CNES实时播发的以状态空间表示的数据流信息，数据流的完整性可达91.769%；结合卫星广播星历实时恢复精密卫星轨道与钟差得出，CNES播发的实时数据流轨道三维位置精度优于4.5 cm，钟差精度优于0.09 ns。用得到的卫星轨道和钟差对10个IGS测站10 d观测数据进行精密单点定位解算，得出基于SSR信息的RTPPP可以实现23 min收敛到10 cm精度的定位性能，单天解三维点位精度优于3 cm。

利用椭球约束描述观测向量和参数的有界不确定先验信息，并将其融入到测量平差模型中，建立新的平差准则对不适定性进行抑制。通过模拟算例和测边网病态数据，比较本方法与其他多种方法的优劣，验证有界椭球不确定性平差方法处理病态问题的有效性。

利用平差参数间合理的等式约束虽能提升病态模型解的精度，但其本质仍是通过引入正则化参数来改善模型的病态性，由于改变了观测方程的结构，所得的估值残差及单位权中误差均有偏。针对这一不足，在病态模型正则化解的无偏单位权方差估计式基础上引入等式约束条件，根据约束正则化解的残差二次型期望公式，导出约束正则化解的无偏单位权中误差估计式，并用数值算例和病态测边网算例验证其正确性。结果表明，本文公式所估的单位权中误差精度优于传统公式所估结果。

基础的地震地下流体数据处理方法有求均值、去趋势性变化、频谱分析、自定义函数拟合、井孔水温梯度曲线绘制等，这些方法虽然已编写有专业的处理软件，但由于观测井孔的条件各异、数据动态形态各异等原因，用同一软件处理往往较难有理想的结果，特别是对于一些有针对性的、区域性的研究，这种情况下专业的数学工具就体现出其优越性。MATLAB在数值计算方面首屈一指，可用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。本文利用该软件进行地下流体数据处理最基础方法的实现，并进行实例分析。

收集整理云县台水管倾斜观测资料，滤除固体潮固定频率成分，剔除降雨干扰，构建月降水量和月倾斜增量的线性方程，并求取实际测值与理论值的残差。结果表明，倾斜观测两分量异常变化的开始或结束时间对台站周边500 km范围内地震发生时间有一定的指示意义，当残差值大于1倍均方差时，异常开始后1～6个月内，周边200 km范围内会有5级以上地震发生，500 km范围内有6级以上地震发生。预报效能检验结果显示，该方法对云南地区MS≥5.0地震具有较好的映震效果，可为该地区中短临地震趋势分析提供依据。

利用相关分析、回归分析和交叉小波变换等方法，研究青岛台短周期（小于128 min）气压波和体应变的相关系数、气压系数和时频谱。结果表明，影响青岛台体应变的短周期气压波的优势周期为16~128 min。周期小于16 min（高频段）时，相关系数较小，随周期增大而增大；周期大于16 min（低频段）时，相关系数较大，趋于稳定。在相关系数较大且稳定的周期，气压系数为（3.5~3.6）×10-9/hPa，其中周期为16~64 min的气压系数随时间波动最小。交叉小波变换能更细致地揭示不同周期气压波和体应变在时频域的相关关系。

提出一种基于小波互相关技术的微地震信号自动检测方法，利用复Morlet小波在特定尺度上对地震波形进行变换，分析其相位角相关性，设置合理的相似度阈值自动检测微小地震。对2018-05-01新疆昌吉M_L4.8地震后30 min的波形进行检测测试，共发现11个微地震事件，并给出其检测台站的P波到时结果。与中国地震台网中心地震统一编目结果对比发现，无漏检、错检，P波到时结果相差基本在1 s之内，认为将该方法用于地震序列微地震检测具有一定的可行性。

设计一套铁路路基沉降数据自动化采集系统，采用静力水准仪作为铁路路基沉降数据的采集单元，利用LoRa无线通信技术，选用低功耗STM8系列单片机和SX1278收发器，在IAR环境下移植Contiki操作系统及其自带的Rime协议栈，完成Mesh网络的多跳传输。将采集到的铁路路基沉降数据形成可视化监测界面,实现现有铁路路基沉降数据远距离、低功耗、可靠的无线传输。