岩石圈强度或有效弹性厚度(Te)控制着岩石圈对长期负载的响应及其演化过程和空间构型，包含丰富的地球动力学信息，对解译地壳、岩石圈乃至地幔介质的力学性质和动力学过程及机理具有重要的科学意义。本文拟回顾从均衡概念的提出至今关于岩石圈强度研究的发展历程，重点从历史角度梳理岩石圈强度研究的沿革脉络、各种方法发展的逻辑关联，并对岩石圈强度与壳幔耦合、岩石圈有效弹性厚度与地震孕震层厚度的关系以及岩石圈有效弹性厚度各向异性等问题进行初步探讨。

提出一种引入样本熵（SE）优化的经验小波变换（EWT）结合非局部均值（NLM）滤波的组合自适应降噪方法。该方法使用SE确定全部经验模态分量中低频有效信号界限，叠加其余中高频分量后进行NLM滤波处理，之后重构滤波信号与有效信号为最终降噪信号，从而达到滤除高频噪声的目的。模拟数据与实测数据的实验结果表明，优化的EWT-NLM方法整体优于EMD、EWT方法，RMSE分别降低13.41%/10.63%（实测数据/模拟数据）、7.13%/5.78%，信噪比分别提升22.03%/22.54%、9.72%/7.42%。

针对MEMS陀螺仪随机漂移产生的误差，提出一种引入Hurst指数的自适应噪声完备集成经验模态分解(CEEMDAN)与自适应卡尔曼滤波(AKF)相结合的去噪模型。首先，通过CEEMDAN对陀螺仪原始信号进行分解，得到一系列频率由高到低的本征模态函数(IMF)和一个残差余量；然后，提出Hurst指数模态筛选机制，将IMF分量划分为噪声IMF、混合IMF和信息IMF；最后，使用自适应卡尔曼滤波器对混合模态分量进行滤波并重构信号。结果表明，CEEMDAN较EMD和EEMD具有更高的分解精度；使用AKF处理混合模态，通过Hurst指数筛选机制重构信号的信噪比相较于排列熵和相关系数法分别提升约12%、36%；使用Hurst指数筛选机制，AKF处理混合模态后重构信号的RMSE较小波阈值滤波降低约23%。

针对GNSS坐标时间序列插补中数据插值经验正交函数（data interpolating empirical orthogonal functions,DINEOF）算法受低相关度站点影响、连续长空缺插值效果欠佳的问题，提出相关数据插值经验正交函数（coefficient data interpolating empirical orthogonal functions,CDINEOF）算法。首先计算目标站点与其周围站点数据的相关度，然后筛选出相关度较高的数据构建观测矩阵，最后采用DINEOF算法对观测矩阵中的缺失数据进行插补。通过模拟数据和实测数据验证新方法的可行性，并与DINEOF算法和多项式插值法的结果进行对比分析。模拟数据实验结果表明，当观测数据存在连续长空缺时，CDINEOF算法的插值效果优于DINEOF算法和多项式插值法。实测数据实验结果表明，CDINEOF算法在保留方差最大化方面效果最好，与DINEOF算法和多项式插值法相比分别提升了11.8%和6.7%。

采用精密单点定位和相位历元间差分法分别评估普通航段和库区航段BDS/GNSS的定位和测速性能。结果表明，在普通航段，BDS-2定位精度为0.1~0.2 m；GPS、BDS-3、BDS全系统的定位精度相对较高，水平方向优于0.07 m，垂直方向优于0.09 m，测速精度相当，均在mm/s级；BDS/GPS、GPS/GLONASS/BDS/Galileo组合后，定位和测速精度相较于单系统提升约30%。在库区航段，GPS定位精度严重下降，水平方向为0.6 m；BDS-3与BDS全系统定位精度略有下降；多系统组合后，定位和测速精度受周围环境影响程度较低，与普通航段基本相当。

对HY-2B卫星星载GPS数据进行质量检查，分析伪随机脉冲先验值对简化动力学精密定轨的影响。结果发现，在所有时间间隔中，先验标准差为1×10^-8 m/s²时定轨精度最高，最优伪随机脉冲时间间隔为6 min。估计天线相位中心变化（PCV），分析不同分辨率（10°×10°、5°×5°）PCV模型对定轨结果的影响，并使用载波相位残差、重叠轨道比较和SLR检核对定轨结果进行检验。结果表明，99%以上的历元能观测到4颗以上GPS卫星，数据完整率达到99.65%，L1、L2波段的多路径误差RMS均值分别为15.7 cm、9.5 cm，证明HY2国产接收机性能良好。轨道内符合精度均达到cm级；未加PCV模型时，SLR检核RMS值为27.8 mm，加入10°×10°、5°×5° PCV模型后，SLR检核RMS值分别提高0.9 mm和1.2 mm，说明轨道外符合精度也达到cm级。

提出一种GPS/BDS双系统组合的土壤湿度多星线性回归反演模型，并以GNSS接收机实测数据为例，对比分析不同GPS和BDS卫星组合反演土壤湿度的效果。实验表明：1)GPS和BDS双系统组合相对于单系统在短观测时间内可以提高有效卫星数，通过多元线性回归原理可实现双系统多卫星的有效融合，提高土壤湿度反演的精度；2)当GPS和BDS组合卫星数达到6颗以上时，反演效果趋于稳定，反演结果与土壤湿度的相关系数均优于0.90，RMSE相对于单星至少提高25.8%。

采用中国区域2017~2018年与GNSS站并址的49个探空站资料对GPT3模型估算的气象参数的精度进行评估，再利用49个GNSS站结合GPT3模型估算的气象参数反演日均大气可降水量PWV，并采用与GNSS站并址的探空站数据对其精度进行评定。实验得出：1）在中国地区，1°分辨率的GPT3模型的精度和稳定性优于5°分辨率，其气压、气温和大气加权平均温度T_m的偏差均值分别为0.73 hPa、1.34 K和－1.67 K，均方根误差均值分别为4.21 hPa、3.75 K和4.15 K；2）利用GPT3模型提供的气温结合Bevis经验公式反演的PWV与GPT3模型提供的Tm反演的PWV精度相当，且2种方法反演的PWV和探空资料实测地表温度反演的PWV呈现很好的一致性，在我国青藏高原和西北地区反演PWV的精度优于我国南方和北方地区。

使用亚洲区域18个IGS测站和中国区域内16个探空站2016~2018年的数据，研究GPT3模型反演天顶对流层延迟（ZTD）和大气可降水量（PWV）的精度，并与其他GPT系列模型进行对比。结果表明，GPT3-1模型估计的ZTD的bias均值和最大值均最小，分别为1.34 mm和14.06 mm；GPT3模型整体精度略优于GPT2w模型，优于GPT2模型。探空站处GPT3模型反演的PWV的bias和RMSE均表现出较强的季节性特征；由GPT3模型反演的PWV的月均值可知，GPT3-1模型比GPT3-5模型具有更高的精度和稳定性。

利用先验信息对参数加以约束，建立非线性不等式约束平差模型，并提出一种新的岭估计算法解算该平差模型。2个病态算例实验证明了本文算法的有效性，且计算结果精度高于普通岭估计。

对2016~2019年华北中部地区118个流动地磁矢量测点的数据进行处理，得到连续3期岩石圈磁场各要素年变化数据。对得到的ΔY要素各期年变化数据进行网格化处理，利用节点值进行计算，对ΔY梯度空间赋值。分析梯度空间形态发现，高值区和活动断裂分布有较好的对应关系，高值区多沿一个或多个活动断裂延伸，或环活动断裂分布。利用多项式回归法对ΔY进行成分分解，提取区域背景性异常和局部性异常，同样发现局部性异常分布和活动断裂相关性较好。各期梯度高值区和局部异常形态差异性较大，但也有部分高值区或异常显著区延续性存在，尤其在断裂附近，延续性存在的可能和构造应力关系更密切。

利用GRACE卫星数据反演华北平原2003~2015年地下水储量变化，并用监测井数据进行验证。基于EOF方法分解GRACE年际地下水储量变化，结合冬小麦年均WFblue和TRMM降雨数据分析影响华北平原地下水储量年际变化的因素。结果表明，前2个特征向量方差贡献率为93.09%。其中，第1模态方差贡献率为80.04%，与华北平原2003~2009年冬小麦年均WFblue空间变化的相关系数为-0.69，且空间分布一致；第2模态方差贡献率为13.05%，与同时段降水数据的空间分布的相关系数为0.93。说明农业灌溉，尤其是冬小麦的灌溉对华北平原地下水的消耗起着至关重要的作用。

综合利用COST-G GRACE时变重力场模型、降水、气温、GLDAS模型中地表水、实测浅层地下水和NDVI等多源数据，分析2002-04~2016-12黄土高原陆地水储量的时空变化特征，并利用偏最小二乘回归方法定性分析黄土高原陆地水储量变化的驱动因素。结果表明：1)研究时段内黄土高原陆地水储量具有上升-下降-平缓下降的变化特征，山西省陆地水储量亏损趋势明显；2) 2004~2009年采煤用水、人类生活用水和植被作用是黄土高原陆地水储量下降的重要因素，2010~2016年工业用水、人类生活用水和气温上升是黄土高原陆地水储量下降的重要因素。

利用尖点突变模型进行滑坡稳定性评价，再以集合经验模态分解、GM(1,1)模型和支持向量机等方法为基础，构建滑坡变形预测模型。以变电站滑坡为例进行分析，结果表明，各监测点的突变特征值均大于0，即处于稳定状态；所得变形预测结果的平均相对误差均较小，验证了本文预测模型的有效性；通过外推预测，发现滑坡变形仍会进一步增加，稳定性变差。

提出一种融合赫尔默特方差分量估计和径向基函数神经网络(HVCE-RBFNN)的三维形变计算方法，结合GNSS和InSAR监测数据，解算甘肃省金昌市金川西二采矿区的地表三维形变场。结果表明，基于HVCE-RBFNN方法获取的三维形变结果精度高于传统方法，其东西向、南北向和垂直向的均方根误差(RMSE)分别为20.85 mm、7.41 mm和34.47 mm，3个方向的最大形变量分别为228 mm、300 mm和193 mm，采空区形变空间分布符合开采沉陷规律。

基于地球分层介质模型，同时考虑同震位错、震后粘滞松弛效应和震间构造加载的作用，计算东安纳托利亚断裂带附近1822年以来大于6级的历史强震产生的同震和震后库仑应力变化以及6个断层段震间构造应力积累。结果表明，共14次强震的同震应力扰动对2020年埃拉泽M_W6.8地震的发生有促进作用，1875年M6.7地震的同震应力卸载作用使得整体同震应力扰动对埃拉泽M_W6.8地震的触发影响不明显；震后粘弹性应力扰动以及断层震间构造应力加载在埃拉泽M_W6.8地震震源处造成较大的应力积累，对其有显著的触发作用；Turkoglu、Lake Hazar和Yedisu段库仑应力积累较多，未来地震活动危险性较高。

利用Sentinel-1A SAR数据提取2021年西藏双湖县M_W5.7地震同震形变场及2.5D形变场，反演断层滑动分布模型。计算不同节面解为接收断层产生的库仑应力变化差异确定发震构造，并结合余震分布信息评估未来地震风险性。结果表明，地震震中为34.37°N、87.71°E，震源深度6.51 km，发震断层倾向东、走向33°、倾角50°、平均滑动角-74°，以倾滑为主兼有少量左旋走滑分量，最大滑动量0.26 m。短时间内，震区南部地震风险较小，北部则需要结合更多资料进一步分析。本次地震是在羌塘块体持续向东扩张的背景下，受EW向拉伸作用使得黄水湖正断层发生的一次弥散型变形活动，SN向地堑得到进一步扩张。

通过计算二连浩特测震台站地表和井下连续观测数据的加速度PSD值和相应的PDF值，研究沙尘暴对测震台站环境噪声水平的干扰特征及井下观测对减小沙尘暴影响的效果。结果表明，沙尘暴对测震台站环境噪声水平有较大干扰，主要体现在4 Hz、9 Hz附近及10~20 Hz和低于10 s频段。其中，沙尘主要影响10~20 Hz频段背景噪声；大风主要影响4 Hz、9 Hz附近背景噪声；低于10 s频段的三分向背景噪声受干扰特征与风向有一定的相关性；10 s~4 Hz频段沙尘暴对环境噪声水平没有影响。井下观测能较好地压制沙尘暴对测震台站环境噪声水平的干扰。

介绍了基于圆柱摆体和圆弧柱面极板的二维倾斜仪模型，并对其圆弧柱面差动电容电路进行理论分析。结果表明，提高倾斜仪的观测灵敏度需适度增加圆柱摆体半径与高度及吊丝长度，减小圆弧柱面极板圆心角，缩小动极板与定极板间隙距离；减少倾斜仪的输出非线性需适度增加圆柱摆体半径和动极板与定极板间隙距离，减小圆弧柱面极板圆心角、圆柱摆体高度及吊丝长度。依据该原则，选取一组典型参数，计算得到倾斜仪理论灵敏度为0.028 5 V/(″)，非线性度为0.001 2%。