结合青藏高原东南缘软弱带的分布及地震活动性的深度空间特征，提出强震孕育的壳幔耦合模型。利用中国国家数字地震台网和四川云南区域数字地震台网及布设在青藏高原东南缘的地震台站所记录的远震SKS波形资料，通过剪切波分裂得出上地幔各向异性结果数据，描绘出青藏高原东南缘的上地幔各向异性图像；再分别同该地区GPS观测的速度场数据、区域构造应力场数据和13 km深度的介质密度数据进行相关性处理与分析，并针对本文提出的孕震模型进行一定程度的验证。对形变场和应力场耦合特征的研究表明，各向异性的快慢波时间延迟、快波偏振方向总体分别与GPS 测量的地壳运动速度场方向变化和水平最大应力方向相关性较大，壳幔各圈层相互作用及软流圈的流动所展示的地震各向异性都与应力传递机制息息相关。通过相关分析可以得到壳内软弱带（低速高导体）在壳幔耦合运动研究中的关键作用，而该类耦合运动与地震孕育息息相关。

基于1970年通海MS7.7地震的破裂参数，利用模型对不同岩石圈流变特性下库仑破裂应力的变化进行研究，探讨通海地震的静态同震变形和短期震后变形对小江断裂带和红河断裂带上潜在地震活动的影响。结果表明，这2条断裂带的一些断裂段在深度7.5 km处库仑破裂应力增量(ΔCFS)的震时变化达到0.12~0.50 bar，48 a后由于下地壳和上地幔的应力松弛，相同位置的库仑破裂应力增量高达0.22~0.90 bar。说明1970年通海MS7.7地震增强了小江断裂带和红河断裂带上潜在的地震活动性，在将来的地震工作中应加强对其的研究，并通过增加野外观测的方式监测其地震活动与地壳运动模式。

利用Sentinel-1A卫星数据和D-InSAR技术，获得2016-05-22西藏日喀则市定结县M_W5.3地震LOS方向的同震形变场图像，分析InSAR形变结果的变化特征，并以此为约束反演该地震的断层几何参数和同震滑动分布特征。结果表明，定结M_W5.3地震发震断层走向近SN，断面倾向E，倾角约43°，破裂长度约9 km，同震滑动主要集中在2~5 km深度范围内，以正断倾滑为主，最大滑动量为0.24 m，矩震级为5.3级。2016年定结地震发震构造是定结-申扎伸展断裂系中的一条新生盲断层。

利用谷歌三维地图勾绘出全球海底现今主要断层构造带的分布图，为观察海洋地壳运动与演化过程提供新的方法和视角，对海底活断层的分布和演化机理、海底扩张、地幔对流等方面的深入研究和探索具有重要意义。

在未来大地震发震构造已知的前提下，提出用经验公式确定大地震断层长度、宽度、地震矩和滑动分布等参数，并用随机有限断层方法预测未来大地震。用随机有限断层方法模拟2016-11-13新西兰M_W7.8地震的12个基岩台站地震动时程和反应谱，并用模拟的频谱幅值与记录频谱幅值平均比值确定模拟误差。结果表明，在周期为0~10 s的范围内，模拟误差在0.92~1.08之间，不同频率模拟误差的标准差变化范围不超过1。95%的置信区间宽度随频率无明显变化，模拟结果反映了地震动记录的平均效果。用准随机方法重新获取新西兰大地震断层初始破裂点和位错滑动分布，模拟地震动并计算模拟误差随频率的变化，得到与最初模型相似的结论，从而进一步证实了本文提出的获取震源参数并用随机有限断层方法预测未来大地震的可靠性，且其特别适用于大地震远场模拟。

建立针对大容量气枪震源的气泡振荡方程及压力子波方程，引入多个对模拟结果具有重要影响的修正因子，包括基于开口的热力学模型、枪口节流作用、蒸发冷凝、枪体影响、气体释放率等来改善传统的单枪压力子波计算方法。利用模型及与水库实测的子波比对结果，分析各修正因素对子波模拟的影响，通过改进的单枪信号进一步计算大容量枪阵的压力子波。对比改进的模拟方法预测的子波波形与实测信号，结果显示，改进的模型比原有模型能更好地模拟单枪和枪阵的震源子波。最后，分析了模型产生模拟误差的原因。

 以2016-11-13新西兰地震为例，利用PANDA软件的精密单点定位(PPP)模块，基于高频GNSS数据分析地表形变并计算震级，在此基础上定量评估GNSS地震波测量精度对震级估计的影响。结果表明，当GNSS测站的峰值地面位移（PGD）精度在2 cm范围内时，对震级估计的误差影响在0.1以内。另外，由于震级估计与测站震中距和PGD有关，震中距越大，估计的震级对PDG越敏感。
 

基于20世纪80年代以来的跨断层短水准资料，利用“点-线-面”相结合的研究方法，全面分析甘肃地区1990~2016年8次5.5级以上地震的震前应变背景、断层活动和短期形变异常的时空演化特征。结果显示，多个地震震前不同层面上出现如下典型的异常特征：1）地震往往发生在垂直形变累积率的高值区或差异显著的高梯度带上，震前出现有序的形变场分布；2）震前不同断裂带之间或断裂带的不同段之间常存在显著的运动差异，发震断裂震前中短期运动速率显著增强，造成区域运动的不均衡；3）随着强震的逼近，显著异常场地在空间分布上明显向近震区迁移和集中，或近震源区的一些跨断层场地异常强度逐渐增大。地震震前典型异常的时、空、强演化特征说明，断层运动失稳前，近震区附近断层活动、应力应变场均有一定程度的显现，地震发生前断层活动存在不同往常的失稳波动现象，应力出现向近震源区传递的特征。

以鄂尔多斯市的红庆河煤矿为实验对象，对Sentinel-1A卫星影像进行干涉处理和时序分析。通过分析时间维样本统计属性的相似程度，选取散射特性相同的像素进行同质滤波，并在复数域根据相位闭合原理对其相位进行平差，实现该地区的DS-InSAR处理，得到煤矿累积沉降面积约为32.3 km2，沉降结果与煤矿的空间分布一致。对比PS-InSAR结果发现，沉降监测中DS-InSAR效果更好。

 针对塌陷区等地表快速沉降区域的动力学特点及观测向量中存在的粗差对卡尔曼滤波结果的影响，设计一种抗差自适应卡尔曼滤波模型。该模型能识别稳定沉降与快速沉降2种状态，通过抗差估计减小观测向量中粗差的影响，并采用自适应因子调整动力学模型，减少状态模型的误差，提高滤波结果的精度。将该模型应用于某矿区沉降监测数据的处理，结果表明，其效果优于抗差卡尔曼滤波。

针对抚顺市大范围地表形变问题，利用短基线集InSAR技术和覆盖研究区的17景降轨Sentinel-1A影像，提取抚顺市2015~2016年地表形变信息，结合信息熵分析地表不均匀形变现状，并提取典型形变区在东西向和南北向的时序剖面结果，最后利用已有文献验证该结果的可靠性。研究表明：1）2015-06~2016-06形变中心主要分布在东露天矿、西露天矿、塔峪、南花园、新屯地区;2）抚顺市的榆林街道和站前街道形变信息熵均大于1.0，地表不均匀形变极为严重，后期需重点监测;3）西露天矿北帮最大沉降量约为78 mm，东露天矿自西至东存在4个局部沉降漏斗，最大沉降量约为250 mm，塔峪北沉降区最大沉降量约为55 mm。

根据不同遥感平台，详细叙述地基、塔基、机载和星载GNSS-R技术土壤水分监测的发展现状，综述辐射计联合GNSS-R技术进行土壤水分监测的发展状态及GNSS-R地基和星载接收机的发展现状，探讨GNSS-R/IR进行土壤水分反演的重难点。

在传统的模型参数法反演大气折射率的基础上提出一种新的模型参数法，并建立一种新的估算对流层高度的方法。将探空产品计算的大气折射率视为真值，选择2016-07中国及周边区域8个IGS测站进行试算，统计结果显示，与传统的模型参数法相比，新的模型参数法反演的大气折射率更接近真值。

采用平均实时去噪分离方法处理相位平滑伪距数据，研究GNSS系统硬件延迟估计的随机模型。针对高度角定权、等精度定权等经验定权法参数估计不客观的问题，选取高度角平方和相位平滑值作为质量指标，提出变异系数赋权法，该方法能够顾及观测值的多种随机影响因素，具有较强的数学理论基础。实验结果表明：1）模型拟合精度与观测数据和测站位置有关，测站位置电离层周日变化越平稳、观测数据越充足，模型拟合精度越好；2）变异系数赋权法计算的模型拟合精度优于高度角定权法；3）在参数估计的精度和稳定性方面，变异系数赋权法优于高度角定权法，单天数据的解算精度提高0.2 ns。

搭建了一套振动台系统，模拟不同频率振动信号对加速度计进行测试，并从信号功率谱密度和积分位移2个方面对其低频测量特性进行分析。实验表明，当振动信号频率高于0.05 Hz时，对加速度计信号进行高通滤波并积分能够恢复出较准确的振动位移；反之，随着信号频率的降低，积分位移误差增大。因此，为解决加速度计低频测量能力不足的问题，利用高采样GNSS与加速度计数据融合的方法，成功恢复了极低频振动信号。研究表明，振动台系统能够为地震监测研究提供良好的基础平台；加速度计准确恢复位移信号的低频下限在003~0.05 Hz左右，研究方法及结果可为加速度计频带的合理选择提供参考；同时，利用高采样GNSS与加速度计融合方法能够有效弥补加速度计低频测量能力不足的缺点，使地震低频位移更加准确可靠。

介绍集中式实时自主导航参数分解滤波的基本原理及星间链路观测值的仿真方法。基于仿真北斗系统全星座的星间链路测量数据，进行60 d的集中式实时自主导航解算，论证观测噪声及残余系统误差对北斗系统3类卫星自主导航精度的影响。结果表明，观测噪声对自主导航精度无显著影响；残余系统误差中的固定偏差为影响自主导航精度的主要成分，且残余系统误差对自主导航精度影响较大，需要对其认真检校。另外，观测噪声及残余系统误差的变化对北斗系统3类卫星自主导航精度的影响无显著差异。

利用平差参数间合理的先验信息能够显著提高解的精度。在病态总体最小二乘模型的基础上，引入等式约束条件，建立等式约束病态总体最小二乘模型，构建该模型的约束正则化准则，并根据拉格朗日极值法导出参数的迭代解及方差-协方差阵，最后以数值算例和病态测边网算例验证公式的正确性。结果表明，新方法通过正则化准则能改善法矩阵的病态性，且遵从EIV准则顾及系数阵的误差，同时还考虑参数间合理的先验信息，其解的精度得到显著提升。

利用CryoSat-2卫星测高数据反演波弗特海的海冰厚度，并利用2010~2013年10月份仰视声呐(ULS)和2011年冰桥计划（IceBridge）数据对结果进行精度评估。结果表明，测高反演的海冰吃水深度与ULS吃水深度差值的最大值和标准差分别为14 cm和4 cm；测高反演的海冰厚度与冰桥计划海冰厚度差值的平均值和标准差分别为2.7 cm和65.7 cm，优于Laxon(2013)研究结果（分别优化2.1 cm和6.6 cm）。在此基础上，研究2011~2017年波弗特海夏冬两季的海冰厚度变化，发现二者具有类似的分布特征，且冬季3月海冰覆盖范围更广，厚度更大；进一步分析2011~2017年3月份冬季海冰厚度年际变化，发现其呈整体下降趋势，且2012年最小，2014年最大。