高精度、高时间分辨率、高实时性的水面高度测量对于监测生态环境变化以及保障人民生命财产安全有着十分重要的意义。随着全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）应用的不断深入,基于多路径效应的GNSS干涉反射（GNSS-Interferometric Reflectometry,GNSS-IR）技术成为一种新兴的水面高度测量手段。GNSS-IR技术利用单台GNSS接收机的信噪比（Signal-to-Noise Ratio,SNR）数据,能够获取高精度、高时间分辨率的水位反演结果,具有广阔的应用前景。然而,由于传统测地型GNSS设备价格昂贵,且目前大多数反演算法实时性不足,制约了该技术的实际应用。在此背景下,为进一步推动GNSS-IR水面高度反演技术的发展与应用,本文主要围绕低成本以及实时性两大主题开展相关研究,研究内容与结论如下:1.评估了北斗全球卫星导航系统（BDS-3）新信号的水面高度反演性能。我国于2020年7月正式宣布BDS-3完全建成,鉴于过去研究仅对北斗传统信号（B1I、B2I、B3I）的反演性能进行了分析,本文简单评估了部分北斗新信号用于水面高度反演的可行性。结果表明,BDS-3的两种新信号B1C和B2a同样能够用于水面高度反演,且反演性能与传统信号处于同一水平,反演结果均方根误差（Root-Mean-Square Error,RMSE）约为20-30 cm,从而可以为多系统GNSS-IR技术提供新的数据源,进一步扩展了北斗应用领域。2.针对不同低成本GNSS设备特点,分析了天线极化方式对SNR数据的影响,评估了低成本GNSS设备的测高性能。利用低成本GNSS定位模块u-blox F9P（右旋圆极化天线）以及安卓智能手机华为P30（线极化天线）开展了GNSS-IR测高实验。一方面,u-blox F9P表现出与传统测地型GNSS接收机相似的数据特征,仅低卫星高度角范围内（5°-25°）的SNR数据能够使用;此外,u-blox F9P各信号测高结果存在一定差异,与参考高度相比平均偏差约在3 cm以内。另一方面,华为P30受天线极化方式的影响,对GNSS反射信号更加敏感,使得卫星高度角的可用范围扩展到5°-60°;同时发现,华为P30天线朝向对测高结果有一定影响,当手机斜向下放置时反演效果最好,利用该朝向采集的数据对各信号测高性能进行评估,结果显示GPS L1、GLONASS G1以及BDS B1I的反演结果最好,与参考高度相比平均偏差均在1 cm以内。3.探讨了低成本多频多系统GNSS设备用于水面高度反演的可行性。首先利用司南K8 GNSS模块以及华为P30进行了湖面测高实验,结果表明两种设备均能感知水面高度的微小变化。但受环境因素的影响,司南K8不同信号之间的平均结果差异可达10 cm;华为P30反演结果更为稳定,各信号间的平均结果差异在5 cm以内。随后利用华为P30在沿海地区进行了GNSS数据采集与处理,利用验潮站观测数据对海面高度反演结果进行了评估,RMSE约在3-10 cm左右,验证了低成本GNSS-IR水面高度反演技术的可行性。4.提出了一种实时数据处理算法以提升GNSS-IR水面高度反演的实时性。该算法基于实时滑动窗口以及抗差卡尔曼滤波,能够处理实时GNSS数据并得到高精度、高时间分辨率的准实时水位反演结果。利用国际GNSS服务（International GNSS Service,IGS）事后数据进行海面高度反演,与验潮站观测数据对比,反演结果RMSE为5.94 cm,相关系数达99.93%。基于该算法,利用阿里云平台以及IGS实时数据流搭建了准实时海面高度反演系统,得到了与事后处理模式同等精度的反演结果（RMSE为5.92 cm）,对GNSS-IR水面高度反演技术的实际应用有一定促进作用。