针对区域GNSS坐标时序存在共模误差(common mode error, CME)的问题，以华北地区GNSS坐标时序为例，提出可用于消除空间域误差的主成分分析法PCA与完全集合经验模态分解法ICEEMDAN。首先使用PCA滤波提取CME；然后使用ICEEMDAN方法分解CME，提取出有用的IMF分量，减少原始信息的损失；最后对比分析PCA、ICA、IC-PCA三种方法的区域滤波效果。结果表明，IC-PCA的滤波效果优于ICA和PCA，IC-PCA滤波前后N、E、U三个方向上的残差RMS平均降低1.93%、1.92%和7.60％，且滤波结果与原始时间序列变化趋势更加吻合，可有效减少PCA对原始时间序列造成的损失。

为解决GNSS坐标时间序列中存在异常值导致地壳形变分析受到影响的问题，首先将经典数据探测法DIA(detection，identification，adaptation )引入GNSS坐标时间序列分析中，基于谐波模型构造相应的统计量；然后采用计算效率更高的改进DIA算法进行异常值探测；最后采用模拟数据和中国大陆地壳运动观测网络（陆态网络）CMONOC实测数据对DIA算法和传统3σ法进行比较。结果表明，DIA算法能够有效探测出GNSS坐标时间序列中的异常值，准确率高于传统3σ法。相较于传统DIA算法，改进后的DIA算法计算效率显著提高。

为定量评估负荷效应可能引起的GPS站坐标时间序列噪声，提出一种描述噪声时间相关和异方差特性的时序噪声建模方法。结果表明，本文构建的噪声模型优于FN+WN和AR噪声模型，能有效量化白噪声的异方差特性，可定量描述负荷修正前后噪声含量的变化趋势。

受到手机芯片和天线等影响，智能手机原始伪距观测值的噪声较大，同时受多路径影响严重，导致手机定位不准确、轨迹不平滑。针对上述问题，提出一种星间差载波相位平滑伪距、星间差多普勒平滑伪距和星间差速度约束自适应切换滤波定位算法，可充分发挥相位和多普勒观测值的作用，提高伪距观测值的精度并减少平滑伪距噪声。在静态和动态环境中分别对单频和双频智能手机定位性能进行分析。结果表明，双频定位效果优于单频，星间差速度约束自适应切换滤波定位算法最优。与抗差伪距法相比，静态环境下小米8在水平和高程方向上的精度分别提升1.49 m和1.38 m，华为P40分别提升2.11 m和1.53 m；动态环境下小米8在水平和高程方向上的精度分别提升1.75 m和1.25 m，华为P40分别提升2.58 m和1.85 m。

针对现有的周跳探测方法中载噪比（carrier-to-noise ratio, CNR）数据未被有效利用这一问题，在分析BDS卫星种类对MW(Melborne-Wubbena)组合观测值影响的基础上，基于传统TurboEdit算法，根据BDS不同种类卫星提出一种基于载噪比加权的MW组合周跳探测模型。测试结果表明，相比于传统TurboEdit算法，该方法可以有效减少BDS-2的IGSO卫星和MEO卫星因系统偏差引起的周跳漏检和误检，具有一定的优越性。

解算北斗二号区域导航系统(BDS-2)、北斗三号全球导航系统(BDS-3) GEO卫星钟差频间偏差(inter-frequency clock bias, IFCB)，对比分析其变化特性。结果表明，BDS-2 GEO卫星对应的相位和伪距IFCB具有明显的时变性与周期性，BDS-3 GEO卫星对应的相位和伪距IFCB时变性不明显。分析BDS-2单日IFCB的周期变化特性，并采用分析得到的周期构建IFCB模型化函数。应用多项式和基于谐波函数的混合函数分别对IFCB进行模型化处理，模型化结果表明：4阶谐波函数对应的混合函数模型化精度在相位IFCB拟合中的平均RMS优于0.003 6 m，伪距IFCB对应的RMS优于0.131 3 m；8阶谐波函数对应的混合函数模型化精度在相位IFCB拟合中的平均RMS优于0.003 4 m，伪距IFCB对应的RMS优于0.123 8 m。当采用多项式进行IFCB模型化时，相应精度随多项式阶次的增加而提高，但仍然劣于基于谐波函数的混合函数。当用常数代替BDS-3 相位IFCB结果时，平均拟合RMS优于0.000 5 m；当用常数代替伪距IFCB结果时，平均拟合RMS为0.035 2 m。

由于Tikhonov正则化（Tikhonov regularization，TR）法求解大地测量领域中的病态问题时，其求解质量过于依赖正则化参数的确定，且稳定性较差，因此提出改进的迭代Tikhonov正则化（iterated Tikhonov regularization，ITR）法，结合广义交叉验证法（generalized cross-validation，GCV），可以有效克服上述缺点。算例结果表明，ITR-GCV法在解算精度、稳定性以及抗干扰性方面表现良好。

考虑到已有全球T_m模型无法实时获取全球区域高精度T_m，利用ECMWF提供的2014~2017年ERA5再分析资料，分析全球区域T_m垂直递减率的时空变化特性。结果表明，T_m垂直递减率具有明显的年周期和半年周期，日变化相对较弱，且存在明显的海陆差异和地形差异，不同地区周期变化差异明显。T_m垂直递减率与经度的相关性极小，但与纬度具有较强的相关性，其绝对值由赤道向两极逐渐减小。

以中国境内96个探空站2016~2018年1 887 313组数据为训练集、2019年635 337组数据为测试集，建立3种基于BP神经网络的大气干、湿折射率模型，并与指数、ITU-R指数、双指数、Hopfield模型进行对比分析。结果表明，充分顾及折射率的各类可能影响因素、以地表气象信息及待定点空间位置为输入参数的BP模型效果最佳。与指数、ITU-R指数、双指数、Hopfield模型相比，最佳BP模型总折射率的RMSE分别降低69.8%、33.1%、31.9%和16.8%。BP模型在整体精度上优于传统模型，在地理空间和纵向剖面上的误差分布也更加均匀。

围绕Cryosat-2卫星SAR模式测高数据处理方法展开研究，利用决策树算法确定冰间水道观测值提取的参数和阈值，进而建立北冰洋海冰覆盖海域的海平面模型UST-CS2。结果表明，UST-CS2与DTU21海平面模型具有较高的一致性。ICESat-2激光测高数据的验证结果表明，UST-CS2的标准差为10.72 cm，与DTU21等模型精度基本持平，证明该模型具有可靠性。

应用气旋全球导航卫星系统（cyclone global navigation satellite system，CYGNSS）的星载反射测量遥感数据和土壤湿度主被动项目（soil moisture active passive，SMAP）发布的土壤湿度产品，对2种星载全球导航卫星系统反射测量（global navigation satellite system reflectometry，GNSS-R）地表土壤湿度反演建模方法进行对比与评价。结果表明，在单个格网上直接对标定的有效反射率和SMAP参考土壤湿度回归建立线性模型，反演得到的地表土壤湿度精度远高于格网统一建模的反演精度。使用1 a的CYGNSS陆地观测数据建立的反演模型已经具有极高的时域稳定性。5个月的测试数据表明，单格网模型反演的地表土壤湿度RMSE可达0.056 cm³/cm³，相关系数达0.9。

为解决点云配准中传统定位方法计算复杂、崩溃率有限等问题，提出一种快速稳健的标靶球定位方法。首先结合加权Hyper方法和截断最小二乘法LTS，引入截断参数；然后通过抽样得到子集，并最小化子集中点云的忠实距离平方和；最终得到快速稳健的估计球面参数。结果表明，该算法能够得到准确的球心坐标，与稳健总体最小二乘法和M估计法相比，该算法的崩溃率和计算效率显著提高。

围绕完全规格化缔合勒让德函数(fully normalized associated legendre functions, fnALFs)的计算精度和稳定性问题，以及常用的列式递推公式的适用性问题，基于勒让德函数的原理性公式给出4种类型的列式递推公式。研究表明，Belikov的列式递推公式间接算法的普适性仅约3 100阶，而完全规格化后直接算法的普适性约为15 000阶。在所有的列式递推公式中，Belikov公式最优。列式递推公式中的系数越小，溢出现象出现得越慢，递推阶次越高，递推公式越优良。

基于跨襄樊-广济断裂带的密集宽频带流动地震台阵资料，求取每个台站远震事件的P波径向接收函数，利用Pms谐波分析方法得到地壳各向异性分布特征，并采用H-κ-c叠加方法获得台站下方准确的地壳厚度和平均V_P/V_S值。地壳各向异性结果显示，整条测线的地壳各向异性平均分裂时差为0.275 s，位于断裂带以南扬子地块的地壳各向异性强度（平均0.344 s）大于断裂带以北的大别造山带（平均0.226 s）。大别造山带的地壳各向异性强度差别较大，最大值为0.46 s，最小值为0.06 s，且快波方向集中度低。扬子地块各向异性方向和强度分布较为集中，反映出较为稳定的地壳内部结构。研究区快波主体方向为NW-SE向，与断裂带主体走向和GPS方向之间均存在一定的夹角，主要与早古生代的扬子地块北向俯冲有关。H-κ-c叠加结果表明，大别造山带地壳较厚（平均厚度为33.2 km）、地壳波速比偏低（平均值为1.74），说明其地壳物质组成以长英质和中性岩石为主，并揭示出基性下地壳的缺失；扬子地块的地壳厚度较薄（平均厚度为32.6 km）、波速比相对较高（平均值为1.78），说明其地壳成分偏中到基性，下地壳可能还保留有部分铁镁质的物质。

选取2010~2020年重庆数字地震台网36个台站记录的127次M_L≥3.0地震波形资料，利用Lg波衰减参数与台站场地响应联合反演方法，得到l~7 Hz频率内Lg波三分向（UD，EW，NS）与频率f的衰减关系分别为QUD（f）=173.6f^0.77、QEW（f）=154.9f^0.78、QNS（f）=157.6f^0.73。结果表明，研究区属于低Q₀值和较高频率依赖性的构造活跃区。计算36个测震台站的场地响应，结果显示，大多数台站的幅值曲线较为平滑，各台站之间的场地响应存在差异，其中SHG台、PAL台和JIP台的场地响应曲线在部分频段内存在异常放大现象。选取642次M_L≥2.0地震观测报告，对有放大效应的台站作场地响应校正后，大多数台站更靠近台网平均震级，CQT台、SHG台和HCB台校正效果明显，部分台站介质衰减对地震波振幅的影响大于场地响应。

计算1999~2016年、2017~2020年青海玛多及其周边地区GNSS速度场，同时采用连续滑移回归方法获取该地区震前面膨胀率、主应变率及最大剪切应变率，分析其动态演变特征。结果表明：1）震前该地区构造运动并未出现明显调整；2）震前震中附近区域面膨胀率下降，说明震中附近区域应变能累积降低；3）震前震中附近区域最大剪切应变率和主应变率有所增强，说明震中附近出现应力调整现象，剪切作用增强。

提出一种利用信息扩散函数构建正则矩阵的新方法。首先，仅保留半参数模型的参数化模型部分，利用最小二乘估计获取参数模型的最小二乘残差；然后，将此残差向量作为信号，计算信号的信息扩散函数估值；最后，将信息扩散估计值作为正则矩阵的主对角元素构建正则矩阵。与时间序列法相比，新方法淡化了对信号连续性和光滑性的要求，且信息扩散函数估值本质上是残差的概率分布，相当于事先合理地确定了信号权阵，使得参数估计具有良好的稳健性。中国大陆华北块体的半参数地壳形变分析结果表明，新方法具有明显优势。

对湖北省地震预警台网强震动台站进行土层测试、等效剪切波速、地脉动等内容测试和分析，计算卓越频率、加速度均方根值RMS，利用等效剪切波速和卓越频率对站点场地类别进行对比分析。结果表明，1)所有台站加速度RMS均达到国家预警项目基本站场址勘选技术指南要求，小于0.01 m/s²；2)在台站场址类别分析方面，剪切波速与地脉动测试计算出的卓越频率存在较大差别，地脉动测试卓越频率高于剪切波速计算的卓越频率。今后站点场地类型划分时，要综合各类测试分析方法，结合钻孔资料和测定的剪切波速进一步确定区域场地类型。

将湖北测震台网的地震波形作为数据集，采用PhaseNet和EQTransformer模型进行震相拾取，并对其表现及泛化能力进行测试评估。结果表明，对于P波而言，当震相概率阈值为0.1或0.3时，PhaseNet有较高的召回率，可检测到更多微震事件；EQTransformer的召回率略低，但精确率较高。S波的拾取效果差于P波，PhaseNet的精确率低于EQTransformer，但其召回率较高，F₁值也能保持在0.8左右，拾取表现较为稳定。进一步分析2种模型的拾取结果与事件震中距、信噪比及震级之间的关系发现，PhaseNet的震相拾取效果与震中距、信噪比的关联较强，与震级关系不大，信噪比越高的数据拾取效果越好；EQTransformer与信噪比的关联较强，信噪比越高拾取效果越好，与震中距和震级关系不大。