地震是一种严重的自然灾害,在我国乃至全世界范围给人类生命与财产安全带来极大的威胁。地面重力观测技术受观测环境条件所限制,数据量与动态更新能力不足,无法满足地震监测的需求,而GRACE重力卫星使空间大尺度探测地震重力变化成为了可能,为那些条件恶劣,环境多变,陆地测量不易到达的地方提供了新技术。针对现有提取地震重力变化信号的差分法与最小二乘法需要地震先验信息的缺陷,开展本文的研究目的和主要内容,提出独立成分分析(ICA)方法,能否在无需地震先验信息的前提条件下,从GRACE数据中提取地震重力变化信息。本文主要工作具体如下:介绍地震重力变化研究的背景与意义,分析当前利用GRACE数据提取地震信号各个方法的研究现状及存在的不足,并总结与分析国内外对GRACE重力卫星在地震上的应用,提出独立成分分析方法在提取地震信号的优势与可行性。在研究地震重力变化的前提下,首先阐述GRACE时变重力场数据后处理过程中所涉及的研究方法,介绍重力扰动计算方法,并指出当前主要几种去除GRACE时变信号中南北方向异常条带的滤波方法,给出时间序列分析的方式方法。介绍基于位错理论提取理论同震重力变化信息的方法,详细说明软件使用方法与所需数据的注意事项,针对海域地震时考虑了海水质量改正的影响。针对理论同震重力变化的振幅为GRACE提取的全球重力变化振幅的数十乃至百倍,无法直接进行比较分析的问题,提出采用球谐展开和空间滤波的方法实现理论值向观测值的数学转变。给出利用GRACE数据提取地震重力变化的方法:差分法、最小二乘、主成分分析(PCA/EOF)、旋转经验正交函数(REOF)以及独立成分分析(ICA);针对各个统计方法的优缺点,采用模拟实验证明独立成分分析在提取与分离地震的重力变化信息的能力要强于主成分分析与旋转经验正交函数。选择2004年苏门答腊M_w9.1地震,2011年日本M_w9.1地震,2012年苏门答腊M_w8.6地震三个典型大地震利用上述方法进行研究。利用位错模型计算三个地震的理论同震重力变化,将球谐展开加空间滤波处理后的结果作为参考值,将差分法、最小二乘、主成分分析(PCA/EOF)、旋转经验正交函数(REOF)以及独立成分分析(ICA)方法对GRACE重力扰动数据提取地震信息,作对比分析,研究表明独立成分分析能够较为准确提取出三个地震的同震重力变化以及震前震后的重力变化趋势,其中2004年苏门答腊地震为海洋正-内陆负的剪切型地震形式,重力变化幅度-7.7?gal～8.8?gal,正负极同震重力跃阶为+4.7?gal与-7.8?gal;2011年日本地震震前表现为西部区域重力长期为正,而东部海洋一侧长期为负,地震发生时重力发生显著异常变化,重力交替,在震源中心以西的本州东北部和日本海域,呈现出较大范围的负重力变化,而在震中东部以及南北两侧,呈现出一定的正重力变化,震后从西到东呈现由负到正的分布特征,即东南侧为正,西北侧为负;2012年苏门答腊地震同震重力变化呈现为1个压缩区与2个拉张区的四象限走滑型地震特征,通过对比分析发现,独立成分分析提取该地震的准确性要强于主成分分析与旋转经验正交函数,说明独立成分分析在提取走滑型地震的时空效应的效果优于主成分分析与旋转经验正交函数。总结表明独立成分分析方法能够在GRACE数据中成功提取地震的重力变化信号。