GPS和强震仪观测是获取高精度地表形变(位移、速度、加速度)的两种有效手段，它们已广泛应用于自然灾害监测且各具特色。GPS易于获取高精度位移，但存在采样频率低、高频信噪比低，信号稳定性差的缺陷；同时，强震仪易于获取高分辨率加速度，但因基线漂移误差的存在，其积分后的速度和位移常存在偏差。当前的数据处理方式大多是单站模式或单传感器模式，导致大区域的密集台网和多传感器的观测资源没有充分利用。为了取长补短，优势互补，本文提出了两类新的数据处理策略，一类是多站增强解(包括GPS增强解，强震仪增强解)；另一类是多传感器组合解(包括松组合解，紧组合解，自适应组合解)，从而实现了密集台网观测的最优估计和不同传感器观测的优势互补。其主要研究内容与结果如下：

(1) 研究了GPS测速增强解算方法。基本思想：相邻测站上卫星星历误差、大气残差等几乎相同或相近，在GPS历元差分测速估计中，参考站上强约束测站坐标求解误差改正数，并播发到流动站上进行改正，可以有效消除或减弱其共性误差影响，从而提高流动站解算精度和解的稳定性。算例结果表明，本文提出的GPS测速增强解算方法明显优于单站测速恢复位移方法，基于广播星历产品实时获取的地表位移形变精度可达1~2 cm。

(2) 改进了强震仪观测经验的基线漂移校正方法。基本步骤：在大区域的密集台网中，首先选择无基线漂移或具有较小基线漂移的测站作为参考站，将相邻测站速度波形的相关性最大作为标准来确定瞬时基线漂移时间窗口，并采用经验的双折线来完成基线漂移校正，从而恢复位移波形。2011年3月11日日本Tohoku-Oki地震的强震仪记录处理结果表明，本文多站增强方法提取的位移波形比单站的经验基线校正结果更加准确，并且由一些未知原因引起的粗差记录可以被有效识别并剔除，使得整个区域台网的结果更加稳健。

(3) 提出了GPS和强震仪观测松组合方法。首先，GPS相位观测值处理成高精度GPS位移信息，强震仪加速度观测去初始漂移后两次积分为强震仪位移信息，通过对两种不同传感器的位移序列作差并进行平滑去噪处理，得到准确的基线漂移误差，从而恢复得到组合系统的形变信息。试验表明，通过一个单频GPS接收机和一个简易的MEMS加速度计的组合，可以实时提供高精度、宽频带的形变信息。

(4) 建立了GPS和强震仪观测紧组合模型。强震仪的基线漂移被当作未知参数引入动态PPP模型中，当作随机游走过程进行实时估计，并且将基线漂移校正后的加速度引入到状态方程中进行动态噪声约束。序列验证结果表明，强震仪的基线漂移可以准确估计和有效校正，采用几分钟的GPS数据即可实时获取高精度的形变信息。

(5) 讨论了GPS和强震仪观测自适应组合方法。通过定义4种统计量和标准，强震仪的基线漂移被划分为初始化阶段、静态漂移阶段、瞬时漂移阶段和永久漂移阶段，从而自适应地调整动态噪声和漂移解算窗口长度来得到最优组合解，实现两种观测的优势互补。