探地雷达是一种利用电磁波在介质电磁特性变化处产生的反射和散射来对地下不可见的目标进行探测的设备。相比于其他地下探测方法,探地雷达的主要优势在于空间分辨率高、探测速度快、可以探测前方区域甚至机载探测。随着探地雷达技术的逐渐成熟,其应用范围逐渐扩大,涵盖了军用与民用的各个方面。本文着重研究探地雷达数据的杂波抑制及其合成孔径成像,所做的主要工作及取得的成果如下:1、研究了探地雷达的信号模型。以探地雷达A-scan信号模型为基础结合小目标回波特征提出了探地雷达B-scan信号模型。并根据探地雷达B-scan信号模型提出一种基于双曲线对称性的小目标定位与检测算法。2、研究了探地雷达的杂波抑制算法。首先研究了均值法、SaS(Scale and Shift)法、自适应对消法这三种常见的探地雷达杂波抑制算法,并通过实验对这三种算法的性能进行了比较与分析。接着重点研究了基于奇异值分解(SVD)的探地雷达杂波抑制算法,利用矩阵内积和奇异值分解的性质对SVD带通滤波算法进行了理论分析,并提出一种利用图像熵求取SVD带通滤波器截止点的算法。最后提出一种改进的SVD带通滤波算法,这种改进算法的核心思想是对SVD带通滤波器中的各个特征矩阵进行加权,所以也称为加权SVD带通滤波算法。针对加权SVD带通滤波算法对B-scan数据进行杂波抑制会残留部分较强杂波的问题,提出了利用小波软阈值图像去噪的方法对残留杂波进行进一步的抑制。3、研究了探地雷达合成孔径成像以及波速估计算法。首先介绍了BP成像算法和F-K偏移成像算法这两种探地雷达的合成孔径成像算法,通过实验对比了这两种算法的优缺点。接着研究了频率-波数偏移波速估计算法和基于Hough变换的波速估计算法,提出了一种在探地雷达B-scan图像中提取目标回波双曲线的方法,并根据双曲线函数的特点提出了基于双曲线拟合的波速估计算法。最后通过实验,对比了这三种波速估计算法各自的优缺点。