通过北京市2013年的PM_2.5/PM₁₀资料与GPS可降水量资料比较发现，在秋冬春季节，PM_2.5/PM₁₀与GPS可降水量呈明显的正相关性，相关系数大于0.5，在个别时段达到了0.89，而这一相关性在降水较多的夏季并不明显|水汽含量的上升是秋冬春季节雾霾天气过程发生的重要因素。

利用GPS反演可降水量资料和香港天文台发布的天气资料，对香港地区2014-03-30一次大面积降水过程中水汽变化特征进行分析。结果表明，强降水可能出现在GPS可降水量峰值之前，降水发生前后常伴随GPS可降水量的突变现象|香港地区复杂的地形条件是导致降水前后GPS可降水量变化差异的重要因素之一，单基站获取的有效水汽分布范围要因地而异|绘制GPS可降水量等值线时序图能直观地分析水汽传输过程。

采用GPS精密钟差数据进行预报试验，对二次多项式模型、谱分析模型、GM(1,1)模型、ARIMA模型以及Kalman滤波模型5种模型的钟差预报效果进行分析和比较，总结了各模型预报钟差的优点与不足，并对GPS系统目前运行的6种星载原子钟的预报特性进行简单分析。

以Galileo四频为例，组合其不同频率间的相位观测值，给出以周为单位和以m为单位的相位组合观测模型的通用形式，系统分析组合后的电离层误差、波长以及观测噪声|在保持整周模糊度整数特性的前提下，研究电离层误差小、波长长、观测噪声小的组合|最后，按照合适的原则，编程计算出不同导航系统不同形式的组合观测系数，并给出几组典型组合。

针对当前大型GNSS网络数据处理需求与现有处理策略和能力的矛盾，介绍基于不动点理论所建立的Ambizap网解新算法，将分布式计算技术引入到GNSS数据处理中，设计并利用.NET框架下的分布式技术实现分布式环境下基于Ambizap算法的大型GNSS网数据分布式处理流程，通过多个算例验证了Ambizap算法的精度和其分布式应用的高效性。

对观测量进行高阶电离层改正，利用改正后的观测量求解卫星轨道和卫星钟差，根据所得的卫星轨道和卫星钟差来计算其余测站的对流层。结果显示，二阶电离层在低纬度地区很容易达到1 cm，可使对流层引起2～3 mm的误差。而三阶电离层在低纬度地区一般不超过5 mm，对对流层的影响不会超过0.5 mm。数据测试表明，要获取1 mm精度的对流层，中低纬度地区的二阶电离层必须进行改正，而三阶电离层可以忽略不计。

基于SSA技术对GPS时序的去噪及季节信号分离进行研究。通过对模拟数据及GPS实测数据的分析，并与经验模式分解EMD（empirical mode decomposition）和小波分析方法进行对比，结果表明，SSA、EMD和小波分析均是有效的去噪方法，但SSA去噪性能更优越，且能更有效和稳定地从GPS时序中提取周期项信号。

基于三频伪距相位和无几何相位组合周跳探测与修复的基本原理，分别推导周跳探测的阈值条件，研究组合量的优化选取模型|以组合量标准差最小为原则并综合历元间电离层延迟误差，选取适合于北斗三频数据的伪距相位和无几何相位组合。实验结果表明，两种方法均能实时探测和修复所有模拟的周跳|综合算法计算量、复杂性和舍入误差，首选伪距相位组合法。

在剔除粗差的基础上，以GPS连续站低频拟合残差时间序列在站心坐标系下的空间分布作为研究对象，运用分形理论中测度关系求分维方法求得全国27个连续站残差空间分布的分维及其无标度区间，并讨论了落入无标度区间的点占总点数的百分比情况|同时，利用相关系数及F检验方法对无标度区间内是否符合线性特征进行显著性检验。主要结果如下：1）除DXIN、QION和XIAA三个连续站残差序列无标度区内线性相关系数在0.99～0.995之间外，其他24个台站无标度区间内的线性相关系数都在0.995以上|27个连续站无标度区内线性回归F检验在α=0.005时全部拒绝不符合线性分布的零假设(H0:b=0)，表明GPS残差序列在无标度区内符合分形特征，即具有较高的自相似性特征。2）除BJFS、LUZH和XIAM三个连续站无标度区间内的点数占各自总点数的40%左右外，其余24个台站无标度区间内的点数占各自总点数的50%甚至60%，说明残差序列中符合分形规律的点约占自身总点数的一半或以上，表明自然分形规律在残差序列中占有一定的权重。3）27个连续站在无标度区间内的分维值在1.71～1.97之间，即各台站分维值为非整数值且存在着差异性|另外，在构建涉及指数的GPS观测模型或噪声模型时，如果选取其分维值作为各自的模型指数，则有可能减少模型的系统误差。

根据多频组合理论，构造基于北斗三频数据的无几何、消电离层组合，结合双频MW组合法和电离层残差法，对北斗实测三频数据进行周跳探测。实验表明，上述3种组合的结合使用能探测出所有大小的周跳，并具有较好的修复效果。

提出北斗伪距差分和北斗/GPS联合伪距差分算法，并利用中国北斗沿海差分台站播发信号进行陆地定点和海上动态测试。结果表明，在距台站300 km以内，北斗平面定位精度优于1.5 m（95%置信水平），高程定位精度优于2.5 m（95%置信水平）|GPS+北斗联合定位精度、数据有效率均优于单独GPS或北斗系统|单独北斗系统的定位精度和性能优于RBN差分系统设计要求。

 针对规则建筑物点云数据特点，基于测量平差理论，提出一种基于点、面几何特征的点云配准算法。首先利用建筑物点云数据中平面与平面的重合关系，推导了基于特征面的点云配准模型|而后结合基于特征点的点云配准模型，给出基于点、面特征的点云配准模型|最后利用实测数据进行实验，证实该方法能在一定程度上提高点云配准精度。

采用补偿最小二乘进行估计解算，同时兼顾参数和非参数两类因素，极大地提高了平面点云拟合精度。通过对斜面、水平面和垂直面3种平面分别使用最小二乘方法、特征值方法以及补偿最小二乘方法进行拟合，结果显示，补偿最小二乘方法的拟合效果最优。

针对地形点云数据量大、表面特征复杂多样等特点，提出面向地形数据的点云简化算法。基于K-D Tree搜索各点K邻域，构建点集空间拓扑关系|应用移动最小二乘法计算各点曲率，通过曲率的划分，在平缓区域按距离进行简化，保证整个算法的效率|在突变区域根据曲率简化，确保曲率变化大的关键特征信息不丢失，从而实现点云数据的简化。利用基于熵理论的定量评价方法，通过实例验证该方法的可行性和普适性。

针对加权总体最小二乘点云数据平面拟合方法中缺少统一定权准则的问题，提出以先验入射角及距离定权两种方法。利用稳健估计构造了基于强度值定权的稳健加权最小二乘、基于先验入射角定权的加权最小二乘与基于距离定权的加权最小二乘3种新的平面拟合算法，并应用于拟合扫描不同反射材质获取的平面点云数据。算例表明，〖JP2〗以距离定权构造的距离加权总体最小二乘法的各项精度指标均优于其他算法，拟合效果最好。

提出结构总体最小二乘方法拟合空间直线，该方法能顾及三维坐标的误差，同时保证测量点到拟合直线的距离和最小。通过算例分析，验证了该方法的有效性和可行性。

设计了一种等价权函数为连续可变函数的抗差Kalman滤波,通过与现有常用抗差Kalman滤波方案比较，新设计的抗差权方案具有更优的抗差效果。

基于不确定度理论，建立参数有界约束下的平差模型。为克服不等式约束模型单边约束的缺陷，从最小二乘出发，将问题转化为附有箱型约束的二次规划问题，提出一种求解参数最优估值的新算法，并给出参数估计的统计性质。数值实验表明，新算法简单、可行，具有较快的收敛速度，并能够在一定程度上减少部分数值的部分不确定性。

分别利用EGM2008模型和地面实测重力资料反演川滇地区构造应力场，并总结分析川滇地区构造应力场特征。结果表明，EGM2008模型和地面实测重力资料的反演结果较为一致|川滇地区构造应力场复杂，龙门山断裂带和嘉黎断裂带地区构造应力分布明显、聚集程度高，构造应力均值也较大，反映了该地区构造运动活跃，与地震历史资料相对应。

利用NSIDC公布的ICESat运行期间的19个任务期的观测数据, 采用重复轨迹分析方法估计近年来南极冰盖高程的时空变化。结果表明，南极大陆冰盖整体上呈现消融趋势，基于不同的GIA模型和ICESat激光测高数据的南极大陆冰盖高程变化的趋势约为 -1.17~-1 cm/a。

基于1998、2006和2013年3期水准复测资料，平差计算得到1998~2006年和2006~2013年的垂直形变速率及其垂直形变速率梯度。根据计算结果研究晋冀蒙地区的地壳垂直形变运动趋势以及主要断裂带的活动性，分析区域垂直形变速率和垂直形变速率梯度的演变。结果揭示出吕梁山地块后一时段上升速率增加、太行山地块由前一时段上升变为后一时段下降、盆地地带变化复杂的垂直形变态势。

 分别采用LS+AR组合模型和包含大气角动量、海洋角动量的流体激发函数对地球自转参数进行长期预报。数值实验表明,激发函数预报精度优于LS+AR组合模型，其中大气角动量激发函数预报精度优于海洋角动量激发函数。

对Savage走滑位移公式加以改进，使其在反映走滑断层特征的基础上包含断层的倾角信息，体现断层倾角对地表位移的影响。当断层不是直立时，结论如下：1）震间形变曲线的中心不在断层出露地表处，而在断层闭锁与滑动分界线在地表的投影处|2）断层倾角δ、断层闭锁深度d之间存在几何关系：tanδ=d/doffset|3）由于同震沿断层面破裂，其位置与震间形变曲线中心不一致，导致同震时上下盘位移不对称。此改进同样适用于倾滑断层。

提出利用CRInSAR与PSInSAR融合解算地表变形参数的算法。将CR点上获取的线性变形速率与高程改正结果作为PS基线网络的起算数据，依据最小二乘原理求解PS点上待求线性变形速率与高程改正值的最优解。这一算法可融合PSInSAR与CRInSAR两种算法的优势，起到很好的互补作用。实验显示，这一算法获取的线性变形速率精度可达±0.37 mm/a，高程改正值精度可达±0.5 m，证实该算法在实际地表变形监测中具备可行性。

利用一种GPS、角反射器和InSAR相融合的微量形变监测方法，在树坪滑坡形变监测中进行了初步应用。利用该方法得到的微量形变监测结果与GPS实测值之间差值的均值为3.33 mm，RMS为3.16 mm。这一结果表明，利用该方法开展微量形变监测是可行的。

针对面状监测的D-InSAR技术在沉降最大值附近精度较低，而高精度水准测量只能得到有限个监测点变形值的缺陷，利用集合卡尔曼滤波方法对D-InSAR和水准监测结果进行同化，从而对目标进行高精度面状沉降变形监测。结果表明，基于集合卡尔曼滤波同化结果相比于反演值和D-InSAR监测结果有了很大改善。将该方法应用于济宁邹济公路，经同化值的总均方根误差为17.7 mm，满足高等级公路变形监测的精度要求。

基于GOCO03S、DTM2006和Airy-Heiskanen均衡模型，采用频谱域的球谐分析和综合方法计算中国及其邻区的地形和均衡影响。克服了平面模型误差影响，并首次给出均衡重力梯度异常分布图。对所得结果作初步分析和解释。

根据GOCE和EGM08重力场模型的频谱互补性，利用Wenzel加权谱组合法构建了GOCE和EGM08的组合重力场模型。累积大地水准面误差表明，组合重力场模型具有明显的优势。美国实测GPS/水准检验结果表明，Dir4+EGM08的组合模型精度最高，比EGM08模型精度提高了8%。

选取高纬地区的3个CORS站以及中纬地区的SHAO测站，利用PPP浮点解计算测站未经海潮负荷位移改正的坐标时间序列，采用傅里叶变换方法提取分潮的周期信息，进而反演其中8个主要分潮的海潮负荷位移参数，将其与5个全球海潮模型DTU10、EOT11a、GOT4.8、TPXO.7.2、FES2004计算得到的海洋负荷位移参数比较。结果表明,PPP反演得到的8个主要分潮的海潮负荷位移参数与海潮模型计算结果具有较好的一致性，两者均方根差异为mm级，说明利用PPP反演海潮负荷位移参数是可行的。

论述了频率域内海深反演的基本原理，简要分析海底地形和海洋重力异常的函数关系。基于未补偿板块响应函数模型，利用测高重力异常和ETOPO1海深模型对南中国海海底地形进行反演，经ETOPO1模型和实测水深检核，反演出的海深模型相对精度在10%左右。该技术不需要船测数据作为控制，需要先验的海深模型作为参考，在浅海以及多海山地区精度较差，并存在过低估计海山峰值的问题。

选取国际权度局发布的4个台站2014-01-14～26的卫星双向时间频率时钟频率之差观测序列及GNSS时钟频率之差数据序列，基于时钟比对法，确定了两地之间重力位差和高程差。与EGM2008模型结果检核表明，重力位差和高程差的标准差分别为308.5 m2/s²和31.5 m，实验结果与目前守时台站所采用原子钟的稳定度10^-15量级基本一致。

提出一种结合GPS相位观测值与全球电离层图提取区域电离层总电子含量的方法。由于没有采用伪距观测值，无需考虑差分码偏差的影响。实验表明，在不同区域以及不同电离层活动条件下，用该方法改正电离层延迟，其单频定位精度较采用全球电离层图有显著提高，与采用相位平滑伪距电离层延迟改正的结果总体上相当。

通过对豫北地区1∶20万布格重力异常数据进行小波多尺度变换，得到1~4阶小波细节所包含的重力异常信息，分析研究区内重力场源在横向和纵向上产生的异常特征，并结合地质构造环境对其成因进行解释。利用不同阶次小波变换结果，对太行山东南缘11条主要断裂及其空间分布特征进行分析解释，并推测各断裂的可能埋深。

选取滇西重力测网1986～2009年流动重力观测资料及下关、丽江、昆明3个绝对重力基准点多年复测资料作基准控制，采用线性速率模型拟合观测过程中重力场的时变信息，建立绝对重力基准点约束下的动态平差模型，讨论段差观测值及绝对重力基准观测值协方差矩阵的构建、平差模型初值选取及迭代计算等细节问题。经分析，测区内测点的重力年变率范围为(-0.039 5~0.024 1)×10^-5ms^-2/a，精度范围为(0.001~0.029 8) ×10⁵ms^-2/a，与分期静态平差拟合结果的差异约为(0.003~0.020)×10^-5ms^-2/a。在处理全国网和较大面积的区域网多年重复观测的重力资料时，尤其是多网多期重力资料联合处理时，应采用动态平差模型来获得统一时间基准和空间基准的重力变化。

通过解算2010-04-04 El Mayor-Cucapah Mw7.2地震的高频（1 Hz）GPS数据，获取测站的动态位移，并根据Gutenberg经验震级公式反演面波震级，探索高频GPS反演震级的最优适用范围。结果表明，当高频GPS测站震中距分布于50 ~350 km时，利用其水平位移峰值反演得到的面波震级为7.21，与美国USGS公布的震级Mw7.2一致|但当震中距＞350 km时，高频GPS相对于强震仪位移峰值存在“上漂现象”，反演得到的震级为7.6~8.0。建议利用高频GPS建立经验模型反演强震面波震级时，应考虑其适用范围。

基于深地震测深震相记录特征及最新发展起来的快速波前追踪方法，利用理论合成的3D主动源地震折射/反射数据，对强速度对比及复杂Moho结构的重建进行数值模拟计算。结果表明，折射震相Pg对上地壳细结构有较高的分辨，宽角反射震相PmP可较好地约束中下地壳及Moho界面的细结构特征，但对浅部结构的分辨力较差，折射和反射地震的联合成像可有效恢复深浅部3D空间的强速度对比结构及Moho界面形态特征。

为使RZB型钻孔应变仪在千米深井水压的作用下能够正常工作，设计了以陶瓷马达为核心、RS485总线为基础的远程控制机构，用以补偿传感元件的初始位移，从而实现RZB型钻孔应变仪量程的扩展，并在实验室开展了10 MPa水压的模拟实验。结果显示，装有量程扩展系统的传感器在5 MPa处超量程，经量程调节后，在10 MPa处仍能正常工作。

利用高台地震台不同时间尺度的钻孔四分量应变观测数据计算元件相对校正系数、自检内精度和面应变相关系数。分析认为，对较长时间尺度观测数据进行质量评价、应变换算和地震研究时，相对标定处理应选用连续观测的日均值或5日均值数据|对较短时间尺度观测数据进行以上分析时，相对标定处理应选用整时值数据。

利用中国14个台站的DZW型重力仪观测资料，对东日本9.0级大地震激发的地球自由振荡进行时频分析, 展示其二维及三维时频分布特征。对比14个台站的谱图发现，地球自由振荡能量在频率轴的展布很均匀，均可清晰展示频率信息|而在时间轴上存在一些差异，大部分台站展布相近，宜昌台、西昌小庙台、厦门台和深圳台4个台站的展布相对较窄。

借鉴数据挖掘思想，设计了一种利用特征量检测地震前兆观测数据的方法，可快速定位异常数据。该方法对于前兆台网中心大量数据处理及大数据应用中的前期资料处理工作具有重要意义。

九江台2008～2013年洞体温度年变化、气压骤升、集中降雨、抽水和承压含水层卸载引起洞体应变异常幅度为10-9～10-6量级，洞体应变异常机制主要为观测介质的温度效应和山体附加应力的加卸载过程，台站应变观测对局部应力场的敏感性为捕捉地震前兆异常提供了可能性。

利用河南省测震台网2008～2012连续波形数据，通过计算三分量地震计记录到的波形数据的功率谱密度和相应的概率密度函数，对河南省全省测震台网背景噪声进行分析。结果表明，背景噪声与人文、自然环境以及区域第四系覆盖厚度相关，深井架设方式能有效降低高背景噪声干扰。通过分析不同类型台站的背景噪声特征，为台站优化改造及新台建设提供依据。