基于BDS/GPS单频紧组合相对定位模型，提出联合卡尔曼滤波与粒子滤波估计差分系统间偏差(DISB)的算法，并利用实测短基线数据对比分析卡尔曼滤波算法与本文算法估计DISB的效果。实验表明，载波DISB的整数部分会影响参考卫星站间单差模糊度的估计，从而影响载波DISB小数部分的估计结果；利用本文算法估计并改正DISB后得到的模糊度解算的可靠性和固定解精度均优于卡尔曼滤波，固定解精度最大可提高10%~20%。

对现有的载波相位历元差分测速方法进行改进，同时增加伪距历元差分观测值，建立新历元差分测速模型，并用BDS静态数据和动态数据对改进的方法进行验证和性能分析。结果表明，静态条件下，BDS历元差分测速精度为mm/s级，平面方向优于高程方向，与GPS历元差分测速精度相当；动态条件下，BDS历元差分测速结果与IE (inertial explorer) 后处理软件解算的位置差分速度符合度为cm/s级，平面方向优于高程方向。

采用分析中心间互比、SLR残差检核、卫星钟差拟合以及阿伦方差等方法对MGEX和iGMAS提供的多系统轨道和钟差产品精度进行综合分析。结果表明，GPS和GLONASS卫星的轨道精度分别在1.0~1.3 cm和2.0~3.6 cm，其中iGMAS提供的轨道产品较优。Galileo卫星的轨道一致性在10~17 cm，采用ECODE2模型或附加先验模型可有效提高轨道精度。BDS GEO卫星的轨道一致性在数m级，径向精度约为25 cm；IGSO和MEO卫星的轨道一致性分别在21~40 cm和11~18 cm左右，且径向精度分别优于10 cm和5 cm。MGEX和iGMAS提供的GPS和GLONASS卫星的钟差精度较好，但稳定性和可靠性仍有待提升。Galileo卫星的钟差一致性约为0.2~0.4 ns，且钟差产品中吸收了未被模型化的轨道误差。BDS GEO、IGSO和MEO卫星的钟差一致性分别在0.35~0.46 ns、0.25~0.33 ns和0.11~0.21 ns，其中CODE提供的BDS IGSO/MEO卫星的钟差产品受偏航姿态模式影响较大。

使用GRACE卫星星载GPS观测数据，研究地面获取的先验PCV模型和利用残差法估计的在轨PCV模型对低轨卫星精密定轨的影响，并采用GFZ精密轨道对比和SLR检核手段对其进行评估。结果表明，使用先验PCV模型会降低GRACE卫星定轨精度，相反利用在轨PCV模型可以提高定轨精度，提升数量级可达mm级。
 

研究了基于奇异谱分析的北斗恒星日滤波算法，采用相空间重构Cao算法来确定奇异谱嵌入维度，并针对Cao算法的不足进行改进，提高奇异谱分析法的准确性和计算效率。分析北斗系统不同星座卫星的轨道重复周期特性，通过计算确定北斗系统多路径误差的周期约为86 160 s。利用奇异谱分析法和传统小波分析法对北斗短基线解算结果进行恒星日滤波处理。结果表明，本文提出的奇异谱分析法多路径滤波效果优于小波滤波法，能较好地消除原始坐标序列中的多路径误差。

针对多面函数拟合法的中心节点难以选取的问题，提出将蚁群算法引入多面函数并结合稳健估计构建高精度拟合模型的方法。利用蚁群算法在复杂地形中快速寻找特征点，与少量非特征点共同作为中心节点参与模型构建，将稳健估计加入多面函数，运用选权迭代法剔除粗差对拟合模型的影响。GPS高程拟合数据处理实例表明，基于蚁群算法的多面函数结合稳健估计的拟合方法可有效剔除粗差的影响，且拟合精度比只用均匀格网法提高26%。

针对GAMIT/GLOBK软件解算得到的4 a GPS/PWV时间序列的特征提取问题，提出基于滤波辅助的部分集成经验模态分解（PEEMD）与Hilbert谱分析相结合的特征提取方法。首先，在PEEMD方法的基础上,结合滤波辅助的PEEMD方法与Hilbert谱分析，建立GPS/PWV时间序列特征提取模型；然后，将所提出的方法应用于TNML测站4 a的GPS/PWV长时间序列和7 d的GPS/PWV短时间序列分析中，并将滤波辅助的PEEMD结果与传统的小波分解结果进行对比。结果表明，该特征提取方法能准确有效地提取出 GPS/PWV时间序列中的周年周期和日周期特征分量，滤波辅助的PEEMD分解结果与小波分解结果一致，且提取的特征分量与原始信号更加吻合。

利用中国大陆构造环境监测网络的GPS观测资料，结合ERA-Interim模型气压和温度，解算2016年新疆地区GPS测站的大气可降水量，分析该地区大气可降水量的空间分布和季节性变化。结果表明：1）GPS和探空观测获取的大气可降水量具有较好的一致性，均方根误差约为2.7 mm；2）新疆地区全年平均大气可降水量在7.0~13.0 mm之间，且海拔每升高1 km，其含量减少约1.4 mm，当测站海拔相近时，大气可降水量随纬度的升高而减少；3）大气可降水量季节性变化明显，夏季为12.0~23.2 mm，冬季为1.4~5.5 mm，春、秋季大气可降水量差异不大且变化范围介于夏、冬季之间。
 

在非等间距GM(1,1)模型中，系数矩阵中有无误差的常数项和有误差的随机项，并且系数矩阵与观测向量误差同源，即系数矩阵与观测向量中有相同的元素存在，这些相同元素应该有相同的改正数，为此本文推导了一种适合非等间距GM(1,1)模型求解的总体最小二乘算法。同时，考虑到非等间距GM(1,1)模型中存在病态问题时影响总体最小二乘计算结果的稳定性，提出对系数矩阵常数列乘以某一常数的方法，以改善病态问题。

针对最小范数解缠方法的代价函数模型以及迭代效率问题，提出一种符合L0范数准则的高效的二维相位全局最优解缠方法。在对最小范数代价函数模型特征进行分析的基础上，给出一种符合L0范数准则的代价函数，满足在相位不连续边界的切方向上相对法方向具有更强的约束作用，保证解缠迭代处理时连续相位按照代价函数的约束条件进行趋近的同时，不连续边界不会被破坏。为了解决线性方程中低频误差收敛慢的问题，根据最小范数方法独立性的特点，采用数据分块处理方法，注重高频信息以提高迭代处理效率，将低频信息处理转移到数据块间偏移量计算中。实验对比分析表明，新解缠方法在可靠性和效率方面都能够达到较好的水平。

针对多项式模型拟合的参数求解问题，依据最优化方法理论，将其转化为有约束的非线性规划问题进行求解，采用最速下降法进行迭代，从而在不线性化的情况下解决非线性问题。首先通过分析外点法的罚因子、目标函数和迭代初值，说明对外点法改进的合理性；再通过算例，说明该方法的可行性，并与常规方法比较，显示出其精度高、多解性等优点，为研究非线性模型空间数据处理理论提供一种新的思路。

在系数矩阵病态时进行参数求解，合理地选择正则化参数和正则化矩阵可以提高参数估计的可靠性。针对正则化矩阵如何构造的问题，提出一种新的正则化矩阵构造方法。通过法矩阵较小奇异值对应的特征向量构造出一个对称矩阵，用该矩阵的主对角线元素构造出对角矩阵，然后与单位矩阵组合得出一种新的正则化矩阵。实验表明，当正则化参数小于1时，新算法的参数估值优于岭估计。

利用近7万个湖南及邻近省份重力观测数据、502个GNSS/水准控制点及数字高程模型，以EIGEN-6C4全球重力场模型作参考重力场，采用顾及地球曲率影响的各类地形质量位及引力的第二类Helmert凝集法严密算法，利用高分辨率地形数据恢复甚短波扰动重力场，确定空间分辨率2′×2′的高精度湖南省似大地水准面模型（HNGG2017）。经外部检核，模型整体精度均优于±0.022 m。与历史模型相比，新模型在湖南北部常德汉寿、西南部永州江永等地区精度得到显著改善。

 利用2001年以来天山中段多个跨断层形变场地的测量资料，从断层运动方向和断层平均速率2个方面分析天山中段3条断层现今活动特征。结果表明，霍玛吐断裂呼图壁段断层的活动性质为正、逆断和左、右旋交替活动；北轮台-辛格尔断裂库尔勒段断层表现为右旋运动特征，活动性质为逆断性；妖魔山F2断裂乌鲁木齐段的断层活动性质以逆断为主。妖魔山F2断裂乌鲁木齐段断层的活动程度最高，霍玛吐断裂呼图壁段最低。霍玛吐断裂、北轮台-辛格尔断裂、妖魔山F2断裂垂直方向上基本均处于张性变化，前两者水平向处于挤压状态；断层活动速率的时间进程具有阶段性特征，各个时间段转折点有较好的匹配性。

对滇西北下关跨断层场地形变异常进行实地调研和考察，分析原始观测曲线，计算断层水平扭错、水平张压和垂直升降相对变化的累积量，讨论形变异常机理。结果表明： 1）下关场地观测点位稳定，观测环境较好，无人为破坏或干扰现象，场地观测数据连续可靠；2）下关场地跨断层观测反映的断层背景活动方式为右旋活动，近期有所增强；3）下关场地断层形变中的压性异常波动与周边中强震、远场大地震有一定的对应关系；4）跨断层基线得到的水平张压累积量显示，地表断层存在持续的拉张活动，水准得到的垂直升降累积量显示，断层存在持续压性(逆断)活动,二者可以在统一的机理下得到解释,这对解释跨断层场地观测中存在的大量矛盾现象具有重要的参考价值。

山西地区跨断层流动形变监测存在极大的盲区，场地监测手段单一，绝大部分场地未布设为环，存在大量的土层基岩混合监测场地。从监测环境、映震效能等方面评价监测效能，个别监测场地存在严重的环境干扰因素，影响监测资料质量。本文探讨跨断层流动形变监测优化并提出建议，以期提高该区跨断层流动形变监控水平。

利用太行山南端的深地震反射剖面数据，运用初至波层析成像方法反演得到该区域的浅层P波速度结构和基底面展布形态，发现剖面浅部的P波速度变化与沉积盖层厚度和断裂分布有着较好的对应关系。利用跨断裂完成的浅层地震反射剖面，对区域内2条第四纪隐伏活动断裂进行高分辨率成像。结果表明，汤西断裂为东倾的正断层，控制汤阴地堑的西边界，活动年代为中更新世；汤东断裂为西倾的正断层，是汤阴地堑的主控边界断裂，活动年代为晚更新世。

阐述了剪切波速法判别饱和砂土液化的原理，结合武汉地区某工程实例，对场地内埋深超越“规范法”适用范围的砂层进行液化判别，确定场地的临界液化深度。通过与室内动三轴试验的对比得出，2种方法的液化判别结果及确定的临界液化深度均吻合较好，验证了以剪切波速为指标的液化评估方法的可行性。

针对最小二乘支持向量回归机（LSSVR）中惩罚参数c和核函数参数σ难以确定，以及标准人工蜂群算法（ABC）易陷入局部最优、收敛速度慢等问题，提出一种改进的人工蜂群算法（IABC）来优化LSSVR的参数并进行变形预测研究。首先，IABC算法利用反向学习策略生成正反2个种群来增加初始群体的多样性，一次迭代后对双种群的当前最优食物源进行信息交换以实现优中选优，并设计食物源自适应权重函数及适应度自适应选择函数平衡ABC的勘探和开发能力；其次，以LSSVR的预测精度为目标函数，并将其转化为IABC的适应度函数，以此构建出基于IABC优化LSSVR的预测模型；最后，以基坑监测数据为例，将IABC优化的LSSVR模型、ABC优化的LSSVR模型以及基于PSO的组合模型进行预测对比分析。结果表明，IABC增加了种群的多样性，提高了收敛精度，基于IABC优化的LSSVR模型预测的变形趋势更符合实际，预测精度高于对比模型。

利用2013~2016年信阳台伸缩仪观测资料和降雨资料，对每次降雨后伸缩仪的变化进行分析，利用M2波潮汐因子分析仪器格值的变化情况，并对观测资料进行格值归化。最后得到信阳台伸缩仪和降雨之间的回归关系，对排除降雨干扰、识别异常有借鉴作用。

针对大多数地震台站综合观测仪器缺少自动化监控报警功能的状况，提出一套解决方案。在地震台站内网部署监控服务器，定时获取台站所有观测仪器的数据，服务器中运行多个监控程序定时检测，发现网络、数据等异常时及时发送报警通知。方案在台站实际网络环境中得到实践验证。