基于全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）反射信号数据实现重力异常反演,是其在海洋遥感领域应用研究的一个新方向。本文基于GNSS反射信号测量数据开展了大地水准面高误差模型构建、水面反射点解算、多源水面测高和重力异常反演等方法的研究,主要内容和结果如下:（1）分析了基于垂线偏差反演重力异常的逆Venning-Meinesz方法、Sandwell方法以及基于大地水准面高反演重力异常的逆Stokes方法。为了实现水面高数据反演重力异常目的,重点研究了基于移去-恢复逆Stokes理论的重力异常反演方法及影响因素。仿真结果表明,在相同的积分区域条件下,模型的移去阶数越高,其可恢复的比例将越高;在相同模型移去阶数条件下,积分区域面积越大,模型可恢复比例越高。（2）针对卫星水面反射信号特点,对水面测高可行性方案进行了研究,分析比较各测高方案优缺点,提出了本文实验测高方案,并针对水面测高过程中存在的各类误差,构建了测高误差改正模型。结合传统物理大地测量学知识,在考虑海面地形影响前提下,构建了水面高度与大地水准面高误差关系模型。研究结果表明,在岸基实验条件下,由大气压强、有效波高导致的测高偏差最高可达4.7m左右;海面地形对于大地水准面高的影响最高可达2米左右。（3）为了得到高精度、高稳定性的水面反射点,采用实验对比手段,分析了修正迭代的S.C.Wu算法、二分迭代的线段二分算法和角度二分算法。考虑陆基实验环境,构建了单星水面测高误差模型。基于单星测高模型和实验环境,研究了多源水面测高技术,针对各卫星测高的差异性,提出一种基于时延等效的卫星权重求解算法,进一步构建了多源水面测高模型,实现了同时处理多源卫星信号和高精度多源水面测高目的。实验结果表明,与线段二分算法相比,基于角度二分法计算反射点稳定性更好;在多源水面测高环境下,与算术平均值法相比,采用时延加权平均法的水面测高精度更高。（4）为进一步验证本文提出的包括水面反射点求解、多源测高、重力异常反演等算法,采用EGM2008模型前720阶计算结果作为真值,在某开阔水域进行了陆基实验。实验结果表明,基于角度二分法计算得到的水面反射点其平均稳定性较好;与单系统水面测高相比,多源测高精度可提高约15.6%;与算术平均测高法相比,时延加权平均法测高精度可提高约7.31%;在积分区域一定条件下,重力异常反演精度与模型移去阶数有关,移去阶数越高其反演精度越高,当移去模型前500阶进行移去-恢复计算,其计算结果与真值之间差值约为2.37m Gal。