多基线层析SAR是传统二维SAR成像技术的扩展。多基线层析SAR借鉴合成孔径原理,利用平台多次飞行在层析向上合成一个大孔径,从而实现目标高精度三维成像。与干涉SAR(InSAR)通过两幅天线相位差仅仅获得地表三维表面图像不同,多基线层析SAR能够确定同一距离-方位单元内不同散射点在高度维的分布,具有高度维几何分辨率,因此在三维数字地图、城市规划、陡变复杂地形测绘、飞行导航和森林资源监测等领域具有更加广泛的应用前景。随着SAR技术的快速发展,传统SAR二维成像和InSAR三维表面成像已不能满足需求,因此发展新型的多基线层析SAR三维成像技术已经成为遥感领域的迫切要求。围绕多基线层析SAR成像的关键技术,本文主要对多基线层析SAR图像配准以及多基线层析SAR三维成像算法进行了研究,论文主要工作和创新如下:(1)分析多基线层析SAR三维成像基本原理。阐述了层析成像理论及应用,结合InSAR高程测量原理,构造多基线层析SAR成像几何和信号模型,分析利用多基线实现层析SAR层析向信号聚焦以及三维成像基本原理。(2)研究多基线层析SAR图像精配准算法。首先分析了传统InSAR最大相关函数法和基于联合单像素模型方法,并应用于多基线层析SAR图像配准。由于利用多幅图像,多基线层析SAR图像配准较传统InSAR要求精度更高。然后论文提出了一种基于MUSIC算法的高精度自适应图像配准方法,该方法图像配准精度达到0.01个像素,具有自适应图像配准功能和很强的噪声抑制能力。最后通过PiSAR实测数据验证了所提方法的准确性和有效性,为后续层析向信号聚焦奠定基础。(3)研究了多基线层析SAR三维成像方法。首先分析了传统基于傅里叶变换的三维层析SAR成像方法的特点与不足。针对实际中基线数少分辨率低的情况,基于现代谱估计原理完成了两种高精度的三维层析SAR成像方法,有效的改善层析向分辨率。然后研究了基于时域后向投影的三维层析成像方法,较基于傅里叶变换及现代谱估计方法在非均匀基线分辨率下降问题,该方法仅用成像目标和飞行平台位置之间的几何关系,适合于实际情况中的非均匀航过数据聚焦,同时还可避免图像配准过程。最后通过仿真实验验证了该算法的有效性。