阵列三维SAR(Linear Array SAR,LASAR)作为一种新兴的微波三维成像技术,具有空间的三维分辨能力,能够提供更加丰富的场景信息,与传统SAR相比,成像模式更加灵活,有正下视、前视、侧视和斜视等,当工作在正下视模式,能够克服传统SAR存在的阴影遮挡问题,在军民生产的各个领域有巨大的应用潜力。目前,针对阵列三维SAR运动补偿问题的研究尚处于起步阶段,在成像算法上也存在效率低的问题,基于此现状,本文主要以后向投影算法为基础,对阵列三维SAR运动补偿及成像算法展开研究,具体内容及贡献如下:1、本文首先对阵列三维SAR的基本理论进行介绍。阐述了阵列三维SAR的工作原理,并给出回波信号模型;从系统的模糊函数出发,给出其理论空间分辨率;介绍了常用的三维RD算法和三维BP算法,与RD算法相比,BP算法具有成像精度高、适用于任意模式任意轨迹的优点,因此本文的研究以BP算法为基本成像算法;最后,介绍了自聚焦算法的基本原理,为后续研究提供理论依据。2、研究阵列三维SAR的运动补偿方法。分析了阵列三维SAR的误差来源,在传统自聚焦BP算法的基础上,将二维扩展到三维得到了一种基于相位误差估计的三维自聚焦BP算法,该算法将多种运动误差统一建模为回波中的相位误差,以图像锐度最大化准则,采用最优化方法估计该相位误差并补偿,仿真验证了该算法对各类相位误差均有良好的聚焦性能,并通过实测数据处理验证了该算法的有效性,但由于该方法假设场景中所有像素点的相位误差相同,未考虑运动误差的空变性,在大场景下补偿精度会下降。针对该问题,提出一种基于APC误差估计的三维自聚焦BP算法,该算法以图像强度最大化准则估计APC测量误差,由于估计APC等效于估计每个像素点的距离史,因此该方法可以对每个像素点进行高精度相位补偿,同时,该方法大幅降低对内存的需求,在解决大场景下的三维SAR运动补偿问题上具有优势,仿真和实测验证了该算法的有效性。3、研究了一种三维频域BP成像算法。该算法将距离压缩回波的频谱投影到图像的波数域以得到图像的频谱,再将图像的频谱通过逆傅立叶变换到图像域得到三维SAR图像。频域BP算法不但具有时域BP算法成像精度高的优点,而且具有更高的成像效率,仿真实验表明频域BP算法相比时域BP算法有十几倍的效率提升。4、提出一种基于GPU加速的三维频域BP算法。利用频域BP算法并行的结构特点,采用基于像素点的并行化方案在GPU平台实现该算法,与基于CPU的频域BP算法相比有极大的效率提升,且场景越大,加速比越明显,在工程应用上具有优势。