双基地SAR具有能够获取目标的丰富信息等优点,在地形测绘、地面运动目标侦查、战后评估等领域具有广阔的应用前景。现代战争中,对雷达系统工作的灵活性要求越来越高,从而发展出了机载移变飞行模式、星机联合模式等新兴的雷达工作模式。由于这些高自由度的系统具有明显的空变特征,其成像算法的研究也成为SAR成像研究的热点。从国内外的公开文献来看,具有空变特性的双基地SAR的成像算法研究还处于起步阶段。本论文在自然科学基金的支撑下,针对机载移变飞行模式和星机联合模式双基地SAR成像算法做了如下主要工作及创新:研究了机载移变双基地SAR的成像机理。将该系统的矢量回波模型投影到波数域,分析了移变模式下基线距离和距离历史的性质;利用模糊函数分析了平飞和移变模式下的距离、方位向分辨率随散射点位置、收发机速度夹角的变化特性。研究了星机联合双基地SAR的成像机理。将卫星、飞机、地球、目标的坐标转换到同一坐标系;重点分析了平飞模式下的合成孔径时间、多普勒特性和空间分辨率随卫星轨道参数、飞机斜视角等的变化规律,得到结论:系统合成孔径时间由卫星和飞机合成孔径时间的较小者确定,多普勒特性主要由卫星轨道参数决定。仿真实验验证了结论的正确性。根据传统RD算法的思想,对其进行改进,使其适用于移变双基地SAR的成像:在距离压缩后,用参考点时变剩余距离历史进行距离走动校正;再利用方位匹配滤波完成聚焦。仿真实验验证了算法在小斜视角时可以较好聚焦。但由于距离历史近似的不充分性,导致在大斜视角及远离参考点时聚焦效果不太理想。提出了基于Chirp-Z变换的移变双基地极坐标格式算法。将单基地极坐标算法进行扩展,用变参考斜距消除参考点距离历史带来的距离走动,完成粗聚焦;再推导了回波数据与等效方位角的关系,将回波从距离频域映射到空间频域,利用Chirp-Z变换完成精细聚焦。与利用二维插值进行精细聚焦的传统方法相比,CZT大大降低了运算量。仿真实验验证了所提算法能够良好聚焦,且能进行机载移变模式的面目标成像。