胡小刚于2003年9月考取中科院测地所大地测量与测量工程专业博士研究生,师从柳林涛研究员,主要进行地学信号和大地测量信号处理的分析研究工作,在地球时变重力场研究中,他运用小波方法分析大气压对重力变化的影响,首次得到依赖于时间变化和频率变化的气压-重力导纳;在2004苏门答腊大地震后,他运用小波分析方法分析超导重力仪观测数据,在国际上首次利用单台设备检测到了长周期自由振荡信号2S1的三个分裂谱峰。在学期间,他在国际重要学术刊物发表了两篇论文、另有一篇论文被中国科学(Science in China series D)录用,并获得2006年度“中科院院长奖学金优秀奖”。