由卫星遥感技术发展起来的卫星测高,在地球科学上的应用越来越广泛,其中反演海洋重力场是卫星测高的重要应用之一。随着反演海洋重力场理论的日益完善,测高数据质量成为限制反演重力场精度的主要因素。无论是在远海海域还是近海海域,波形重定是改善测高数据质量的一项重要技术手段。然而现有波形重定方法在处理未验证区域的观测数据时并不完全是最佳的方法,因此本文提出了一种新的波形导数重定方法,并进一步结合了波形奇异值降噪的方法。新方法在考虑函数拟合和经验统计类方法的优势下,利用波形前缘斜率最大值推导出理论波形前缘中点的参数公式,进一步确定了在实测波形上的前缘中点的参数公式,并给出了基于波形和波形一阶数据差商两种形式的波形导数法的具体实施过程。利用Jason-2卫星在南海区域(105°～125°E,0°～30° N)的测高数据,对海面高进行波形导数法重定,并利用重定的海面高反演南海海洋重力异常。基于此,本文的主要研究内容及成果如下:(1)基于理论波形模型,推导出波形导数法确定前缘中点的参数公式,提出了一种新的波形重定方法。依据实测波形,给出了波形导数法的具体实施过程。此外,为了降低波形噪声提高重定准确度,给出了基于波形一阶差商的波形导数法。(2)利用波形导数法重定了 Jason-2/ERM在南海区域的观测数据,改善了海面高的质量。基于海面高交叉点不符值的验证,由波形导数法获得的交叉点不符值的均方根误差(RMS)小于由 OCOG、5-β、Threshold、Ice-1、MLE3 和 MLE4 常规波形重定方法获得的交叉点不符值的RMS。基于沿轨大地水准面高的评估,由波形导数法重定的沿轨海面高与大地水准面高在有较强相关性(>0.9)的基础上,其海面高改善率(IMP)优于常规方法统计的IMP,表明波形导数法重定的海面高有着更好的光顺性。基于近海验潮站(鲗鱼涌验潮站和高雄验潮站)观测值序列的评估,由波形导数法重定的海面高计算的高度异与验证站观测值的高度异常序列有着较高的相关系数(>0.85),并且其差值的RMS小于常规波形重定方法获得的RMS。表明在近海区域波形导数法重定的海面高质量也优于常规方法重定的海面高。(3)提出了在波形奇异值降噪的基础上结合波形导数法的波形重定。在南海区域,基于重定的Jason-2大地测量任务阶段(GM)的高分辨率观测数据,采用最小二乘配置法反演了南海海洋重力异常,提高了卫星测高反演重力异常的精度。通过波形导数法和常规波形重定方法处理不同奇异值百分比的降噪波形,获得重定的海面高,基于统计的海面高标准差表明奇异值百分数为80%的降噪波形能够获得更高精度的海面高。在采用最小二乘配置法反演海洋重力异常时,通过计算不同窗口长度范围内海面高反演的重力异常,表明在窗口长度0.8°范围内反演重力场的精度较高。(4)基于美国国家环境信息中心(NCEI)和中国自然资源部第二海洋研究所(SIO)获取的船测重力以及全球海洋重力场模型V27.1和DTU13,检核了波形导数法重定的Jason-2/GM海面高反演海洋重力异常的改善精度。Jason-2/GM反演的海洋重力场与NCEI、SIO船测重力差值的RMS分别为5.8 mGal和2.9 mGal,和海洋重力场模型V27.1和DTU13对比船测重力的表现基本一致。通过对比远海区域的NCEI船测重力,波形导数法重定的海面高反演的重力异常相比原始海面高的反演结果精度改善了 1.1 mGal;在近海区域,相比原始海面高反演结果精度改善了 1.5mGal,优于结合波形SVD降噪的OCOG、Threshold和5-β重定的海面高反演重力异常的改善精度。基于全球海洋重力场模型V27.1和DTU13,进一步验证了在距海岸线不同范围内反演重力异常精度的可靠性。