本文深入研究了海洋测高卫星的国内外发展现状，针对海洋测高卫星数据处理理论和应用方法，分析了取得的成果和存在的问题。对海洋测高卫星数据处理及应用所涉及到的误差改正、波形重跟踪、海洋重力场和海底地形反演、卫星运行模式、大地水准面及其重力位确定等问题进行了深入研究和分析。　　本研究主要内容包括：⑴通过理论分析，将卫星测高数据中电离层误差改正的经典公式改进为包含原始星地观测值、波形重跟踪及海况偏差三个元素的双频改正公式，通过 Jason-2卫星区域数据的计算表明，波形重跟踪对电离层改正的影响在8cm量级，海况偏差对电离层改正的影响在3mm量级。以Jason-2卫星、Jason-1卫星重复轨道数据为例对干对流层误差，湿对流层误差，电离层误差，海况偏差改正，固体潮改正，极潮改正，海潮改正，逆气压改正，海面高高频起伏改正九项误差进行了计算分析，获得了各项误差在空间的变化特征，特别是分析表明在空间短距离上各项误差改正值表现出较强的系统误差特征。⑵深入分析了海面高数据系统误差的处理方法，针对GNSS浮标标定海面高系统误差问题，构建了顾及海面随机信号特征的海面高绝对定标的平差解算模型。利用2014年我国黄海区域GNSS浮标标定HY-2卫星试验数据进行了平差试验，计算获得了海面高数据的系统偏差为-0.145m。⑶独立并详细推导获得了BROWN模型中时间偏移、合成上升时间、信号幅度、热噪声、偏天底点角五个波形参数的最小二乘估计具体公式，这些公式为基于BROWN模型的波形重跟踪算法的工程实现提供了理论支持。利用仿真和Jason2、HY-2实测数据对BROWN模型、OCOG算法、阈值法等算法进行了波形重跟踪试验，获得了在我国四大海域的重跟踪结果。与国际、国内权威机构结果比较表明，阈值法中阈值为50％的重跟踪结果在我国海域的表现最好，本文基于BROWN模型的波形重跟踪算法精度与法国空间局算法精度保持一致。⑷研究获得了合成孔径雷达高度计的回波特征和基本回波模型，推导获得合成孔径雷达高度计波形关于时间偏移、合成上升时间、信号幅度三个参数的卷积计算公式，利用数值积分及傅里叶变换实现了合成孔径高度计回波模型的重跟踪。利用国内自主获取的合成孔径高度计仿真数据进行了计算试验，结果表明在20Hz数据条件下，合成孔径模式下的重跟踪精度要比传统模式高约1.4倍。利用波形重跟踪技术在我国沿海区域进行分析表明，传统雷达高度计在靠近沿海区域有将近7km的波形数据是不可用的。⑸从经典边值问题理论及球谐函数理论出发推导获得了垂线偏差计算径向扰动重力的解析计算公式，利用该公式并结合已有的垂线偏差与扰动重力水平分量的公式可获得海洋区域的三维矢量扰动重力。针对传统FFT算法存在的混叠、边缘效应等问题，在前人工作基础上优化了海洋扰动重力在全球和局部区域的精确快速算法，利用该算法，海洋扰动重力的计算速度相比较解析方法提高约20倍，计算精度相当，且对观测数据的序列长度没有硬性要求，使得该方法的应用更加灵活。利用上述算法，分别利用ERS-1、Jason-1卫星及其组合的大地测量任务数据开展海洋重力场反演试验。与船测重力数据比较表明，单独使用Jason-1卫星数据反演的重力异常精度最好，其中在我国南海区域重力异常精度达到7.15mGal。利用Jason-1卫星1Hz大地测量数据反演获得北半球海域3′分辨率的扰动重力。⑹在分析现有海底地形反演方法基础上，利用物理大地测量的基础理论推导获得了简化的的重力异常、扰动重力反演海底地形的解析公式，这些公式表明扰动重力反演海底地形相比重力异常而言更为简单。为了进行实际计算提出了扰动重力反演海底地形的迭代线性化解法。利用Jason-1卫星反演的扰动重力数据及迭代线性化解法在我国南海区域开展了海底地形反演试验，试验表明该方法获得的海底地形相对精度达到6%。⑺深入研究了卫星测高数据与重力异常之间的误差传播关系，推导获得了海面高、垂线偏差反演重力异常的误差传播公式并构建了新的重力异常阶方差模型-TSD模型。利用误差传播公式、TSD模型和仿真计算分别获得了不同分辨率、不同精度海面高、垂线偏差反演重力异常的精度指标，为海洋测高卫星总体技术指标的论证提供了重要参考。⑻根据海洋测高卫星发展需求设计了单星、双星对称、双星串飞、四星组网共4种卫星运行模式。理论分析表明，双星串飞模式在相同时间内获得的重力异常反演精度最高，该模式下5年时间理论上可得到1′分辨率、1.7mGal精度重力场产品。利用Jason-2卫星地面轨迹数据并结合 Google Earth软件获得了海洋测高卫星地面轨迹漂移的参考数值为500m，为测高卫星轨道设计提供了量化依据。⑼研究分析了Hotine公式和Stokes公式计算大地水准面核函数的具体差别，通过误差传播分析，Hotine公式精度整体上比Stokes公式精度略优2mm。利用迭代求导法推导了解析延拓高阶解的具体公式并与经典递推方法进行了比较分析，分析表明，解析延拓的经典递推求解方法实际上是忽略小项的近似，且其高阶解在形式上等价于求解重力数据的高阶导数。在第二大地边值问题理论框架下，利用Jason-1卫星数据反演的扰动重力按照2阶解析延拓解计算获得了北半球海域的大地水准面。⑽深入论述了大地水准面重力位的作用和意义，构建了确定大地水准面重力位的两种方法即重力位差法和延拓法。利用波罗的海水准测量工程数据开展了局部区域大地水准面重力位确定试验，获得了波罗的海区域大地水准面重力位数值(62636857.23±0.48 m2/s2)。利用全球平均海面模型-DNSC08MSS、全球海面地形模型-DNSC08MDT、全球海洋重力场-DNSC08GRA以及 EGM2008重力场模型开展了确定大地水准面重力位W0的实验，利用两种方法分别给出了大地水准面重力位的具体数值分别为62636857.28±0.32m2/s2和62636857.83±0.31m2/s2。⑾根据论文研究的理论成果，基于Visual Studio2010和Matlab2007软件平台，编写了相应的应用程序，这些程序涵盖了测高数据处理及应用的大部分内容，为海洋测高技术的工程实现与应用提供了重要支持。