全球导航卫星系统提供了高度稳定、可长期使用的L波段免费微波信号资源,GNSS-R技术正是利用了这一丰富信号资源,搭载岸基、空基或星载接收机,接受并处理来自地面、海洋等等反射面的反射信号,以达到研究反射面特性或者进行灾害预测的目的。GNSS-R技术全球覆盖范围广,获取数据量大,是目前国内外新兴的研究热点,具有广阔的应用前景。星载GNSS-R接收机可以获得大量实时、覆盖面积更广的数据,有利于进行气象灾害预警及大范围的地质测量,因此未来星载接收机的反射信号处理发展趋势是实时化、多频段。目前欧空局及美国宇航局的星载GNSS-R项目已经可以实现在轨的多通道反射信号处理。本文从GNSS-R反射信号处理的角度出发,研究目的是提高星载反射信号处理精度及处理速度。首先介绍了GNSS-R技术的基本原理,包括其几何关系、反射信号特性及GNSS-R的重要观测量——时延多普勒二维相关功率。首先掌握了UK-DMC提供的星载反射数据处理方法及信噪比提升手段,接着从星载GNSS-R反射信号处理角度出发,进行了以下几点工作:第一,研究总结了反射信号处理过程中的误差消除及处理参数校正方法,减少了信号直流分量及多普勒效应带来的影响;第二,提出了基于镜面反射点时延提取的精确非相干累加方法,通过最小二乘匹配的风速反演结果验证了该方法的有效性;第三,针对在轨信号的实时化处理需求,提出了基于双块零拓展算法和频域旋转变换的GNSS-R信号快速处理算法,与并行码相位相关算法相比,计算复杂度减少了2.6倍左右,同时分析了该快速算法的处理损失。通过对UK-DMC星载数据的仿真验证,证明了该算法可大幅缩减一级数据的生成速度,并且处理损失较小。