2002年成功实施的GRACE卫星计划为连续监测时变地球重力场变化提供了直接观测手段,其获取的中长波重力信号已成功应用于研究全球和区域陆地水储量变化、冰川冰盖融化、海平面变化等物理现象。然而受GRACE卫星荷载的观测仪器误差、高频背景摄动力模型和GRACE近极近圆飞行轨道的影响,GRACE卫星的时变地球重力场模型球谐位系数高阶次项受到严重的噪声污染,导致直接利用球谐位系数法反演的地表质量变化空间分布存在严重的南北条带误差,因此需要平滑滤波对球谐位系数进行处理,但此方法在过滤噪声的同时会不可避免地过滤掉有用的信号甚至改变信号的空间分布。后来有学者发现相比于对球谐位系数施加平滑滤波,对地球物理信号施加时间和空间约束能得到更高精度和空间分辨率的地表质量变化反演结果,因此广大学者提出了另一种研究地表质量变化的Mascon方法,并且通过在求解过程中施加时间和空间约束条件提取了高精度高分辨率的地表质量迁移信号。点质量方法是近年来研究地表质量变化的新方法,其本质是通过牛顿万有引力定律建立地表质量变化与卫星受摄运动的函数关系,具有反演高分辨率高精度地表水储量变化的潜力。许多学者已经利用径向点质量法和三维加速度点质量法计算了中国大陆、亚马逊流域、格陵兰岛等区域的质量变化,并且认为反演结果优于传统球谐位系数法。但目前的点质量法研究也存在不能完全去除条带误差和泄露误差的问题,其原因是大多数研究仅利用单位矩阵或者基于空间平滑的约束矩阵作为正则化矩阵。针对此问题,本文利用质量块质量变化的先验方差信息设计正则化矩阵,分别研究了附有方差约束的径向点质量方法和附有方差约束的三维加速度点质量方法,并详细对比了这两种方法反演地表质量变化的异同。为了解决单一的正则化参数不能适应全球各区域质量变化信号的强度差异较大的问题,本文在求解过程中设计了三个不同的迭代正则化矩阵逐步提取观测值中蕴含的质量变化信号。为了检验本文研究方法的有效性,分别利用两种方法反演了2003-01～2014-11全球等效水高变化结果,同时采用GRACE球谐位系数法、GLDAS2.1水文模型、CSR与JPL RL06 Mascon模型在冰冻圈、陆地流域、全球均方根误差、相关系数、长期趋势、周年振幅等方面进行对比分析。结果表明:本文研究的附有方差约束的径向点质量方法和附有方差约束的三维加速度点质量方法均可以有效去除条带误差、抑制海陆信号泄漏且可以大幅提高反演结果的精度和空间分辨率,从而为计算高精度高分辨率地表质量变化提供了一种可供选择的有效途径。