地球是人类赖以生存的自然环境,地球上发生的各种灾害都与人类的生存与发展息息相关。地震是自古以来一直对人类造成严重影响的自然灾害之一,人类对于地震的探索和研究从未间断过,并希望能通过对地震发生的成因、机理以及条件的掌握,达到预测地震、减少人员伤亡和经济损失的目的。GPS是当前空间观测的有效手段,通过GPS获取的地球表面变形连续观测资料能精确的获得地球表面应变速度,达到地震监测和长期预测的目的；与此同时,对地震前兆特征的研究也从岩石层延伸到了电离层,通过GPS获取的总电子含量,作为地震短临预报一个非常重要的物理参量,通过对其异常变化的研究,成为短临预测的一个重要组成部分,从而达到对地震监测和预测的目的。论文基于GPS数据在地震前兆特征观测中的应用展开讨论,主要从岩石圈的应力应变和电离层的总电子浓度异常检验两个方面进行了分析研究,(1)论文基于GAMIT/GLOBKGPS数据处理软件平台,并利用IGS(International GPS Service)提供的GPS连续观测数据得到相关测站的时间序列图,对比分析了2008年与2009年川滇地区的地壳形变情况,并得到川滇地区速度场分布图,最后对川滇地区的构造形态和应力应变状态进行分析验证了川滇地区的的构造运动是围绕东喜马拉雅构造的顺时针旋转运动的结论。(2)基于MATLAB平台计算出了汶川地震震中周围测站的TEC时间序列图,在震例分析过程中,对比分析了传统方法中的滑动时窗法与时间序列法,可知时间序列法提高了参考背景值的精度,改善了异常信息提取的效率和准确率,得出结论：时间序列法优于滑动时窗法。同时,通过震例分析可知,电离层异常一般出现在地震前几天,而在地震当天很少出现或者时间很短。(图37幅,表9个,参考文献61篇。)