海面高是大地测量学和海洋动力学领域的重要参数,可用于构建海洋重力场模型,并对海啸和风暴潮等海洋灾害进行监测和预警。目前,主流的海面测高技术为验潮站和卫星雷达测高,二者均难以实现对全球高时空分辨率的观测。GNSS-R（Global Navigation Satellite System Reflectometry）测高是一种通过测量直射信号和海面反射信号的传播路径差,结合几何关系和相关改正信息,获取海面高度的技术。其可以看成是一个双基雷达系统,信号发射机为GNSS卫星,GNSS-R载荷仅为质量轻、功率小的信号接收终端,不仅能有效加密岸基验潮站监测网络,还能搭载到微纳卫星平台上,进行组网观测,获取全球内高时空分辨的观测。经典的GNSS信号弱、带宽窄、测距精度低,经海面反射后,由于散射严重,导致高精度载波相位难以稳定跟踪,从而无法获取高精度的路径差观测量,限制了其在海洋测高领域的应用。近年来,新一代多频多系统GNSS信号带宽加大、测距码速率提升、码结构不断优化、发射功率提升,上述诸多升级给GNSS-R测高精度的改善提供了新思路。本文利用自主研发的GNSS-R软硬件系统,开展了岸基海面测高观测实验,获取了高精度和高稳定性的海面高结果。此外,本文还完成了基于星载GNSS-R中频信号测高的数据处理工作。论文主要创新研究工作如下:1、基于新一代GNSS测距码信号的岸基GNSS-R高精度测高。首先,利用宽带为20.46MHz的GNSS-R中频信号采集系统,收集了 GPS L1,L2,L5等多个频点的中频数字信号。然后,采用cGNSS-R测高模式,完成了基于L1C/A、L1C、B1C、L2C以及L5码的海面高度解算。结果显示:利用L1C/B1C码、L5码、L2C、L1C/A反演的结果的均方根误差（RMSE）分别约为:9 cm,25cm,82cm,130cm。2、利用波形纠正和EMD滤波削弱了岸基GNSS-R码相位测高中的串扰问题。在岸基GNSS-R观测中,直射信号与反射信号的路径差在通常情况下,小于码片长度,当直射信号进入反射天线会使得二者发生干涉,也称为串扰,从而影响导致码相位测高结果发生偏差和高频抖动。为了消除该影响,首先,推导了信号串扰对反射信号结构的影响。然后,使用准天顶卫星系统（QZSS）地球同步卫星（GEO）发射的L5信号,进行了仿真和岸基实验,发现存在一个与串扰信号功率成比例的偏差项,以及与直达和反射信号之间的相位延迟相关的高频项。最后,分别利用校正延迟波形和EMD滤波方法减弱了偏差项和高频项,基于L5码测高的RMSE可提高到9.5 cm。3、基于QZSS GEO卫星信号获取高稳定度高精度GNSS-R海面测高。首先,利用直射信号的跟踪结果对反射信号实现开环跟踪,获取了二者的干涉载波相位差观测值。然后,推导了卫星运动与直射和反射信号间路径差的关系,采用高度角变化很小的QZSS GEO卫星,使卫星运动对相位观测值的影响降到最低。接着,采用60秒时长的相干积分,进一步提高了反射信号的信噪比。结果表明,利用QZSSGEO卫星数据计算的海面高 RMSE 约为 1.4 cm。4、基于宽巷组合载波相位获取高精度、高稳定性岸基GNSS-R测高结果。首先,在成功利用开环跟踪获取反射信号干涉复数场后,推导出了利用干涉复数场直接进行双频组合的测高算法。然后,进行了不同海况下的岸基实验,L1、L5相位延迟观测量的提取仅能够在低海况下进行;其双频宽巷组合在高、低海况下,即使在对于高仰角观测,均能够实现相位延迟观测量的高精度提取。结果表明,在高海况下,利用L1和L5的宽巷组合测量可以实现厘米级测高。5、本文所做的其他研究工作包括:针对目前GNSS-R码延迟测高的信号带宽窄,信号强度弱的缺点,提出了利用北斗三号B1I+B1C频点信号,组成超宽带信号由此增大信号带宽和信噪比;分析了反射面运动对于载波相位测高的影响;进行了船载GNSS-R码测高实验,分析了不同系统,不同高度角与测高精度的关系;分析了 CYGNSS星座接收多系统反射信号下的时空分辨能力;提出了一种基于准圆近似法和牛顿迭代法组合的星载平台下的镜面反射点计算方法;利用CYGNSS公开的星载中频数据实现了米级的码相位测高。