GPS衛(wèi)星持續(xù)向地球播發(fā)無線電信號(hào)，其中部分信號(hào)會(huì)被地球表面反射。從粗糙表面反射回來的GPS延遲信號(hào)可以提供直射和反射信號(hào)路徑的不同信息。這些信息包括反射信號(hào)的波形、幅值、相位和頻率等的變化，極化特征的變化直接與反射面相關(guān)，結(jié)合接收機(jī)天線位置和介質(zhì)信息，利用延遲測(cè)量觀測(cè)和反射表面屬性可以確定表面粗糙度和表面特性，即GPS+R反射測(cè)量。

GPS反射測(cè)量是由歐空局(ESA)Martin Neira于1993年首次提出來，即GPS地表反射信號(hào)和直射信號(hào)一起被接收機(jī)接收，它們之間延遲可以用于干涉測(cè)量，即PARIS(passive reflectometry and interferometry system)。

1994年，法國(guó)科學(xué)家通過進(jìn)行飛行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)接收機(jī)可以接收到海面反射信號(hào)，但由于其對(duì)定位精度的影響，通常將其作為多路徑信號(hào)剔除。

1996年，NASA蘭利研究中心的科學(xué)家利用雙頻GPS信號(hào)進(jìn)行海面前向散射以獲取并剔除電離層延遲，彌補(bǔ)傳統(tǒng)衛(wèi)星高度計(jì)的不足，但地基試驗(yàn)表明傳統(tǒng)接收機(jī)難以進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的跟蹤和有效鎖相，需研制新型的接收機(jī)。同年，歐空局(ESA)在荷蘭進(jìn)行GPS+R海面測(cè)高試驗(yàn)-PARIS高度計(jì)Zeeland橋I試驗(yàn)。

2000年10月，美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局(NOAA)的颶風(fēng)獵人號(hào)飛機(jī)搭載了GPS+R設(shè)備從南卡來羅納州海岸飛入“邁克爾”颶風(fēng)內(nèi)，通過分析從熱帶氣旋海面上反射回來的GPS信號(hào)得到了風(fēng)速結(jié)果。

2003年英國(guó)UK-DMC衛(wèi)星利用搭載的GPS+R設(shè)備成功獲得了海面粗糙度等地球表面物理系數(shù)；靜海區(qū)域的GPS反射信號(hào)同樣可以得到高精度的測(cè)高結(jié)果。同時(shí)，2014年第1顆GPS+R衛(wèi)星(TDS-1) 發(fā)射，提供DDM數(shù)據(jù)產(chǎn)品，開啟了星載反射測(cè)量的應(yīng)用。此外，許多其他科研機(jī)構(gòu)也開展了一系列GPS反射信號(hào)的理論研究和試驗(yàn)、新型GPS+R接收機(jī)的研制，以及基于地基、海岸、橋梁、飛機(jī)等不同平臺(tái)試驗(yàn)，測(cè)試信號(hào)接收、原理驗(yàn)證，以及檢驗(yàn)利用GPS+R估計(jì)海面(如海面高和風(fēng)速)和陸面等研究，獲得了一些初步結(jié)果和進(jìn)展。

GPS+R反射測(cè)量技術(shù)屬于雙基雷達(dá)，可獲得地表粗糙特征和地球物理參數(shù)，即利用GPS測(cè)量直射信號(hào)與地表鏡面反射的信號(hào)之間延遲，再根據(jù)GPS衛(wèi)星、接收機(jī)和鏡面反射點(diǎn)之間的幾何位置關(guān)系，可反演地表特征。按照處理數(shù)據(jù)的方式，GPS+R測(cè)高可以分為傳統(tǒng)型GPS+R測(cè)高(GPS+R測(cè)高)和干涉GPS+R測(cè)高(AGPS+R)。

前者是配置左右圓極化天線并利用接收機(jī)記錄的直射信號(hào)與反射信號(hào)的載波相位數(shù)據(jù)，通過固定模糊度和解算接收機(jī)鐘差等方式，確定兩者之間的傳播路徑延遲，進(jìn)而計(jì)算天線至地球表面的高度。后者是利用直射信號(hào)與反射信號(hào)功率波形相關(guān)的原理，測(cè)得信號(hào)時(shí)延，進(jìn)而計(jì)算天線到地球表面的垂直距離，但其涉及復(fù)雜的多普勒時(shí)延算法，數(shù)據(jù)處理方法復(fù)雜。