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地震发生之后，利用地震所引发的地面运动的观测结果反演推断地震的震源性质及震源破裂过程的细节，对了解和认识地震孕育、发生和致灾机理具有重要的理论意义，同时对震后应急响应、抗震救灾、库仑应力计算以及强地面运动估计具有重要的现实指导意义。近年来，随着观测数据精度的提高和观测台站的增多，特别是空间大地测量技术的快速发展，为我们进一步深入研究震源破裂过程提供了很好的机会。大地测量数据和地震数据联合反演地震震源破裂过程可以大大提高模型的时空分辨率，同时也是目前震源破裂过程反演的主流。 本文首先介绍了震源破裂过程研究的历史与现状，然后系统阐述了有限断层反演的相关理论和方法。在此基础上，利用大地测量数据和地震波数据联合反演地震的震源破裂过程。最后，基于高频GPS和强震仪各自的优点，利用高频GPS数据校正强震仪数据中的趋势项得到了强震仪全频段都可信的位移、速度以及加速度波形。概括起来，论文主要包括以下几个方面的内容: 1、首先基于传统的CAP(Cut and Paste)方法，利用远震体波数据（P波和SH波）反演得到了2012年4月12日墨西哥Santa Isabel Mw7.0级地震的震源参数，其最佳双力偶解为节面Ⅰ:走向37°，倾角90°，滑动角-9°;节面Ⅱ:走向127°，倾角81°，滑动角-180°，最佳震源深度为13km，属于走滑型地震。基于反演的震源参数，利用远震体波数据（P波和SH波）反演了此次地震震源破裂过程，结果显示:此次地震的起破深度为13km，并向东南方向传播，平均破裂速度为2.0km/s。最大破裂发生在震源东南30km处，最大滑移量约为3.57m，释放的标量地震矩为3.975×1019N·m。 2、利用远震体波数据反演得到了2013年4月20日芦山7.0级地震的震源破裂过程。结果显示:此次地震的破裂分量主要以逆冲方式为主，起震深度在15km左右，在震源处有最大的滑移量，最大滑移量在1.5m左右。地震主要持续时间在前20s左右，主要破裂发生在前10s。地震能量主要释放区域在沿震中两侧28km左右，特别是集中在起震点两侧20 km范围内，其它的区域能量释放很小。在主要滑移区域和南北两侧两个小的滑移区域之间有大面积的区域滑移量很小，因此，可以推断此次地震的应变并没有完全释放，在这些能量未完全释放的区域，发生余震的可能性很高。这也是为什么此次地震余震发生频次很高的主要原因。此外，在汶川地震破裂面和芦山地震破裂面之间存在着近50km长的破裂空区，该空白区存在着较高的地震危险性。 3、利用远震P波数据(2Hz)和SH波数据(1Hz)反演得到了2013年7月22日甘肃定西6.6级地震的震源破裂过程。其中，为了对数据的高频信息进行分析，我们改进了传统的震源时间函数，采用混合震源时间函数（包含高频和低频信息）对地震震源进行描述。研究发现，通过改进的震源时间函数，反演过程中数据的高频信息得到了很好的解释，反演结果与观测波形的拟合效果更好。从反演结果来看，此次地震的破裂分量主要以逆冲方式为主，起震深度在6km左右;在起始破裂处有最大的滑移量，最大滑移量在0.65m左右，此次地震释放的标量地震矩为1.3×1018N·m，相当于矩震级为Mw=6.1级。根据滑动分布推断此次地震的主要应力降发生在震源附近，平均应力降约为1.5 MPa，应力释放相对较小。 4、利用近场InSAR观测的近场位移数据确定断层的位置及走向，结合远震体波数据联合反演了2010年4月14日玉树地震的震源破裂过程。结果显示:该地震以左旋走滑为主，最大滑移量发生在断层的东南段地表，位移最大约为1.6m。而震源处的位移较小，最大约为0.6m，主要位移分布在深度10 km处，且具有一定的俯冲分量。震源西北段的位移主要分布在深度10km以上，最大位移约为0.8m，且具有一定的逆冲分量。整个破裂释放的总的地震矩为2.29×1019N·m，对应的矩震级Mw=6.9级。此次地震的破裂速度相对较快，平均破裂速度约为3.0km/s，断层西北段破裂有4s的时间延迟且速度较慢，西南段破裂速度较快，在离震源37km处的平均破裂速度超过3.5km/s。 5、利用强地面运动数据、GPS数据和远震体波数据联合反演了2011年10月23日土耳其Van Mw7.1级地震的震源破裂过程。结果显示:此次地震主要以逆冲为主，在震源下方兼有少量的左旋走滑分量，初始破裂深度为16km，平均破裂速度约为1.8km/s;主震释放的总的地震矩为5.762×1019N·m，其中大部分的能量在前20s释放;从模型来看，主要破裂发生在震源周围25km范围内，地表破裂较小，这也是为什么地表没有观测到明显破裂的主要原因。 6、为了进一步研究2013年4月20日芦山7.0级地震的震源破裂过程，我们结合近场GPS同震位移数据、强震仪数据和远场体波数据联合反演了此次地震的震源破裂过程。反演结果显示:震源破裂区域呈椭圆状分布，破裂主要以逆冲为主;释放总的地震矩为1.04×1019N·m，92％的能量在前11s释放。滑动的平均位移为0.9m，所产生的平均应力降约为1.8MPa。与远震数据反演的破裂过程相比，联合反演的结果更加符合近场观测和余震分布。 7、利用近场高频GPS波形数据，同震位移，地形测量数据，强地面运动数据以及远场体波数据联合反演了2012年9月5日哥斯达黎加尼科亚半岛Mw7.6级地震的震源破裂过程。结果显示:此次地震的主要位错区域发生在震源下方沿走向100km和倾向45km的范围内，最大位移发生在尼科亚半岛下方，最大滑动量约为3.4m，平均位移2m;平均破裂速度为2.5km/s，前5s破裂速度较慢，后15s破裂相对较快。此次地震释放的应力降约为3MPa。释放的标量地震矩为3.49×1020N·m，对应的矩震级Mw=7.6。与GPS测量得到的尼科亚半岛下方震间耦合区域相比，此次地震的破裂区域与之吻合的很好。基于反演的震源破裂模型，计算了此次地震的同震垂向位移和库仑应力的变化，计算得到的最大垂向位移为0.62m，同震库仑应力增强区位于震源上方及两侧区域，考虑区域背景构造应力场时，占总数88％的余震发生在库仑应力增强区。 8、利用高频GPS数据校正强震仪观测数据中的趋势项，得到真实的位移、速度和加速度数据，并通过实验检测了这种方法的可行性和有效性。