合成孔径雷达成像相对于光学成像而言,在不同的天气状况,无论昼夜均可进行成像,而且具有较强的穿透能力,可以绕过障碍物进行成像,在军事和民用应用中都具有重要的价值。由于机动平台可以灵活的变更飞行轨迹,更适合军事应用的需求,所以使用机动平台搭载合成孔径雷达的技术已经引起越来越多的关注,机动平台的SAR成像也被广泛研究。但由于机动平台轨道一般不同于直线平飞轨道,很多基于直线平飞模型的成像算法无法直接应用于机动平台SAR成像,需要对非直线平飞轨道的成像算法进行研究,以满足对高精度和高效SAR成像的需求。本文分析了现有成像算法的不足,从提升精度和效率的需求出发,从频域和时域两种处理角度着手,分别对场景SAR成像和动目标SAR成像进行了研究。论文主要内容概括如下:机动平台的下降段飞行一般可以分为直线下降和带加速度的曲线下降。针对机动平台的匀速直线俯冲飞行阶段,方位平移不变性不成立的问题,第二章将目标的斜距模型转换为沿飞行方向的斜距模型,使得方位平移不变性成立,再利用坐标轴的旋转提升频谱利用率,最后在方位频域进行成像以避免短孔径时间内时域成像可能出现的场景混叠。针对机动平台带加速度的曲线下降阶段,加速度引起方位空变的问题,首先构造带加速度的斜距历程形式,将斜距的非空变部分和加速度引起的方位空变部分进行分离,通过对方位空变项进行补偿,即可使用常规的RMA成像算法,最后在频域完成对目标的较为精确的成像。仿真和实测数据的处理结果验证了所提方法的有效性。时域算法与频域算法相比,能够在任意轨道下进行成像,随着运算元器件性能的飞速发展,时域算法更适合进行机动平台的精确SAR成像。时域算法的计算量主要来自对场景点的斜距历程计算,针对这一问题,第三章通过简化斜距历程的形式,实现对时域快速后投影算法的加速。如果在斜距误差允许的情况下,对成像质量产生的影响较小,利用这一原则,对场景进行分块,将每一小块场景中所有点的斜距历程通过平面波假设进行近似,这样只需要对子场景的中心点精确计算斜距历程,对于同一子场景中其他点的斜距历程,通过平面波近似即可。仿真实验处理结果表明该方法在保证精度的情况下,能够在一定程度上实现对时域算法的加速。时域算法能够在非直线轨迹下进行精确SAR成像,能够对机动平台进行高精度SAR成像。FBP和FFBP一类加速算法,都使用了分级思想,在极坐标系下进行逐级成像,大幅提升了时域算法的运算效率。但是局部极坐标系间的投影操作需要通过插值实现,带来的运算量较大,并会引起误差的积累,造成成像质量的下降。针对这一问题,第四章通过分析波数谱宽度,得到波数谱与场景宽度的关系,提出波数谱的压缩核,将子孔径图像相干叠加的过程在直角坐标系下进行,通过子图像平移相加操作实现图像的相干积累。避免了插值过程引入的计算量,并且避免了插值操作带来的误差积累。通过仿真和实测数据处理结果证实了算法的有效性。在使用机动平台对场景进行SAR成像的过程中,场景的SAR图像中也可能存在散焦的动目标,需要对其进行有效的聚焦以为后续信息提取工作提供高精度成像结果。由于机动平台常常做曲线运动,首先需要通过BP算法补偿轨道曲线运动带来的影响。针对动目标的精确聚焦问题,第五章从BP成像的原理出发,推导了动目标在二维波数域的精确形式,提出直接将动目标所在区域的图像变换到二维波数域,通过对速度信息的一维搜索,对二维波数谱中的散焦相位进行补偿,得到的熵值最小的成像结果即为动目标的精确成像结果。相对于传统算法来说,避免了将动目标散焦结果变换回到回波域进行处理的复杂过程。实测数据和仿真结果证明了该方法的有效性。