合成孔径雷达(SAR)的全天时、全天候以及两维高分辨成像等优势使其在军事、民用等领域有着广泛的应用。将导弹、无人机、直升机等平台与SAR相结合的机动平台SAR成像技术已成为雷达成像的一个重要研究方向。与传统SAR成像相比,机动平台SAR的灵活轨迹、提前观测、实时成像等特性,使得常规的成像算法不再适应。本文以机动平台SAR成像发展需求为目的,以子孔径成像多孔径图像序列合成的实时成像处理框架为基础,针对机动平台SAR大斜视成像中的关键问题开展研究,论文的主要内容概括为以下五个部分:第二章:依据机动平台的运动特性,将其运动轨迹分为平飞段匀速直线轨迹和俯冲段加速曲线轨迹。针对传统SAR大斜视平飞段成像中斜距模型的三阶近似不再满足机动平台SAR成像的精度需求,提出无近似斜距模型。针对机动平台SAR大斜视曲线轨迹的复杂斜距模型限制了后续成像算法发展,传统等效斜距模型存在复杂的数值计算、等效模型因子随距离空变等问题,提出将真实斜距模型分解为标准斜距加扰动项的曲线轨迹斜距模型。该模型简化了复杂的四阶斜距模型,降低了成像算法设计的复杂度,为后续的波数域等高分辨成像算法在机动平台上的应用奠定理论基础。第三章:针对传统SAR大斜视全孔径成像算法无法直接应用于机动平台SAR大斜视平飞段子孔径成像,本文基于无近似斜距模型提出频域相位滤波成像算法。通过对比分析子孔径与全孔径在方位聚焦上的区别,提出在方位频域引入滤波因子的创新思想校正多普勒调频率和方位向高次项等方位多普勒参数空变问题,实现方位统一聚焦处理。针对残留的多普勒中心对方位聚焦深度的影响,进一步提出频域非线性变标成像算法,在频域相位滤波成像算法的基础上提升了机动平台SAR大斜视平飞段子孔径成像的聚焦质量。第四章:针对机动平台SAR大斜视俯冲段成像中加速曲线轨迹对成像的影响、算法实时性以及图像畸变等问题,提出一种级联两步非线性变标与反向投影几何形变校正相融合的时频域混合成像方法。文中首先提出加速度deramp处理削弱加速度对两维频谱的影响,保障了后续成像处理的正常化;其次,采用第一步NCS与第二步NCS相互级联方式,实现距离弯曲统一校正与方位统一聚焦。最后,提出与整个成像算法相融合的反向投影快速几何形变校正方法,其创新思想是先在地平面铺设无畸变网格反向映射斜平面并在斜地转换过程中完成形变校正,整个算法易于工程实现。第五章:针对传统频域成像算法无法满足未来SAR大斜视高分辨成像,本文提出与曲线轨迹斜距模型相结合的波数域成像算法。针对大斜视波数域成像中倾斜频谱存在低利用率问题,提出坐标轴旋转的思想实现倾斜频谱正视化处理,有效地保障了成像分辨率。根据子孔径成像特性,提出波数域聚焦方式避免位置域聚焦带来的补零操作,有效提升成像算法运算效率。所提成像算法为后续探索机动平台SAR曲线轨迹高分辨成像奠定理论基础。第六章:针对机动平台SAR对复杂海面背景环境下的舰船检测问题,提出利用背景与目标统计特性的粗检测以及舰船运动特性精检测的分级检测方法。首先通过图像预处理方法对聚焦SAR图像中陆地剔除并采用自适应背景窗提取待检测目标;针对传统依据单一背景分布模型的CFAR检测方法存在漏警和高虚警问题,提出基于K-lognormal混合分布的CFAR检测方法对待检测目标进行粗筛选。对筛选后的待检测舰船目标进一步根据舰船自身运动特性与聚焦效果进一步剔除伪目标,降低虚警率,实现舰船目标精检测。星载SAR与机载SAR实测数据验证了所提分级处理框架的有效性。