2011年3月11日发生的日本东北大地震(Mw9.0)是自21世纪以来全球第二大地震，是发生于太平洋板块与北美板块间的典型低角度逆冲型地震。由于地震断层的慢滑动和地幔的黏弹性，大型逆俯冲型地震都会伴随着持续的地球物理场变化。该地震发生以后，不仅引起了地壳的永久变形和地球内部质量的重新分布，还引发海啸，造成重大的人员伤亡和财产损失。现代大地测量技术，如GRACE卫星和GPS卫星，能够观测到地震引起的地壳变形和地球内部质量变化，提供精确的重力场和大地水准面模型，并用于研究地震的滑动分布，改进地球物理模型，提高人类对地震过程的认识。这些研究建立在地震位错理论之上，而位错理论则是连接物理问题和各种大地测量观测数据的纽带和基本理论。根据位错理论，根据地震的震源破裂模型可以正演得到地震同震变形，反之，由观测到的地震同震变形也可以反演出震源的破裂过程和断层模型。球形分层地球模型的位错理论定义了位错Love数和4个独立点源的格林函数，其中位错Love数用于描述地球在外部作用下的变性特征，反映地球模型参数变化和地球构造信息。本文利用大地测量数据和球形模型位错理论，提出了一种利用大地测量观测数据来反演地震位错Love数的理论，并探讨了观测数据分布对断层反演结果的影响。　　本文的研究工作主要包括:　　(1)本文提出了利用重力卫星GRACE观测数据反演地震位错Love数的理论和方法。在反演过程中，考虑了固体地球发生同震变形时海水重新分布的影响。为了防止解的不合理分布，先利用PREM模型理论计算的位错Love数做先验约束，再利用实际GRACE测量数据和3个有限断层模型(Shao et al.(2011)、Hayes(2011)和Wei et al.(2011))，以2011年日本东北大地震(Mw9.0)为实例，对地震位错Love数进行了反演。结果表明，反演的地震位错Love数因所选断层模型的不同而有所差异，而且它们均与PREM模型的理论Love数结果不同，反映出了日本俯冲带地区的构造特征。考虑到研究区域的大小和GRACE测量的空间分辨率，大于10阶的位错Love数能体现出局部真实地球构造和全球平均的不同。反演得到的位错Love数可以用来计算更精确的地震变形格林函数，从而使得计算同震变形与观测值更加符合。根据实际大地测量观测数据反演的位错Love数可以更确切地描述真实地球介质对地震的变形响应，这拓展了大地测量数据在地球内部研究中的应用。　　(2)在研究利用GPS数据反演位移位错Love数时，首先分析了远场GPS同震位移的变形特征，再利用亚洲东部的GPS远场水平位移数据，通过计算及比较分析四个独立震源解和倾动角/滑角效应，分析了远场地震变形的空间分布特征和规律。结果表明，对于低角度逆冲型地震来说，水平位移格林函数在远场位移场中占主导作用。借此确定了远区GPS位移场在断层反演中的有效空间范围，为联合远场GPS数据和近场GPS数据反演断层滑动分布做了理论准备，为远场数据反演位错Love数(h、l)提供了理论依据。　　(3)本文还讨论了GPS数据的空间密度和分布范围对地震断层反演的影响。利用0-Tikhonov正则化反演表明:观测点的选取对断层解的影响很大，随着GPS观测数据偏离震中越来越大，反演精度也会越来越差;随着观测点覆盖滑动断层的面积减少，地震矩均成比例减少;海底GPS观测数据对日本东北大地震的断层反演至关重要。