卫星测高以其独有的优势应用于海洋大地测量学、地球物理学和海洋学等多个学科,随着卫星定轨精度提高和观测误差改正理论的日益完善,波形重定方法成为提高卫星测高数据质量的关键,为了更好改善测高数据质量,本文提出了基于奇异谱分析的波形重定新方法,本文的主要研究内容如下:(1)雷达测高波形仿真。根据雷达测高回波形成的机制,基于布朗-海恩模型拟合了理论回波波形,分析了回波波形的影响因素。以布朗-海恩模型为基础仿真理论波形,对理论波形后缘加入特定均值和幅度的高斯白噪声序列代表实际波形后缘震荡,用高斯峰值函数产生波形尖峰代表实际波形尖峰,共仿真了海洋波形、似海洋波形、双尖峰波形、阶梯状波形、单尖峰波形和其他波形六类回波波形,并将仿真波形按照一定排序构建了波形序列,包含由陆及海和由海及陆模式。(2)基于奇异谱分析的波形重定新方法。基于奇异谱分析算法原理与作用,重点利用奇异谱分析的去噪、重构过程对波形进行滤噪,分析了 OCOG、Threshold算法和5-β重定算法。提出了首先利用奇异谱分析对原始波形分解、去噪、重构,然后利用OCOG、threshold和5-β对重构波形进行重定的新方法。(3)波形重定新方法验证。利用仿真波形序列和Jason-1卫星cycle110 pass088在南海区域19.6°N～23.8°N的20Hz波形数据验证本文所提的新方法。对仿真波形序列进行奇异谱分析,讨论了不同窗口长度对重构波形影响,得出窗口长度选取一个波形阀门总数的长度最为合适,对重构波形进行重定,发现重构波形重定结果更接近预设阀门32.5,证明奇异谱分析去噪效果明显;分别处理由海及陆和由陆及海仿真波形序列所得重定结果相同,表明奇异谱分析不受波形模式的影响。对实测波形进行奇异谱分析去噪、重构,并利用OCOG、Threshold算法和5-β重定算法分别对原始波形和重构波形重定,利用改善率评定所求海面高,发现基于奇异谱分析的threshold重定方法所得IMP最大,为41.8%,精度最高。求取了南海区域交叉点海面高不符值,得出基于奇异谱分析的threshold算法所得不符值 STD 为 0.1483m,小于 threshold 算法对应的 0.1563m。(4)南海平均海面高模型建立。对Jason-1卫星南海区域从2002年到2013年所有可用周期的SGDR数据,采用基于奇异谱分析的threshold方法重定波形,改正海面高数据,经过共线平差、交叉点平差和格网化过程,建立分辨率为2’x2’的南海平均海面高模型,并与WHU2013、CLS15和DTU15全球海面高模型在南海区域作差比较,发现与DTU15海面高模型最为接近,差值的RMS控制在6cm,差值的平均值控制在5cm以内,表明本文所建南海平均海面高模型满足精度要求。