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星机双基地合成孔径雷达( Spaceborne/Airborne Hybrid Bistatic SAR, SA-BSAR)系统是以低轨道雷达卫星作为发射平台、飞机作为接收平台的双基地SAR系统。与传统单基地SAR、星载/机载双基地SAR相比,SA-BSAR收、发平台间运动速度、空间位置差异大,系统的几何结构、平台间的相对位置关系随时间变化显著,传统成像理论及成像方法难以适用。本文研究了SA-BSAR成像机理及高分辨率成像算法的相关理论和关键技术,主要研究工作包括:1、建立、完善了SA-BSAR成像理论基础。从SA-BSAR系统收、发平台间空间特性、运动特性差异显著的特点出发,建立具有方位空变特性的SA-BSAR系统成像理论模型和参数关系、研究系统结构特点对成像参数特性的影响,从而为研究成像机理与算法、分析系统成像性能、优化系统设计等奠定理论基础。2、提出了一种建立SA-BSAR二维频域模型的方法。针对现有方位空变BSAR系统频谱求解方法用于建立SA-BSAR系统二维频域模型时所存在的不足,提出一种SA-BSAR系统二维频谱求解方法—Air-Phase法,并采用该方法建立了SA-BSAR系统二维频域模型,为研究SA-BSAR高分辨率频域成像机理和成像算法奠定了基础。该方法简洁、精确,适用于平台间运动速度、空间位置差异显著的SA-BSAR,且该方法并未对系统平台斜视角等做限制,适用范围广。3、构建了SA-BSAR二维空变距离单元徙动频域模型。针对SA-BSAR系统异构性导致其回波信号距离单元徙动存在显著距离、方位二维空变的问题,根据SA-BSAR系统二维频域模型,分别在二维频域、距离-多普勒域建立了空变距离单元徙动模型,进而揭示了SA-BSAR频域高分辨率成像的机理,为构建SA-BSAR高分辨率成像算法提供了重要的理论依据。4、提出了两种SA-BSAR小场景频域成像算法。对于成像场景范围较小的情况,分别基于空变距离单元徙动的二维频域一阶模型、空变距离单元徙动的距离-多普勒域一阶模型,提出利用尺度逆傅里叶变换、Chirp Scaling两种实现二维空变距离单元徙动补偿的方法,从而构建了两种频域成像算法。这两种算法均可实现小场景目标的高分辨率成像,无需插值,且运算量远小于时域成像算法。5、提出了一种SA-BSAR大场景频域成像算法。对于成像场景范围较大的情况,基于空变距离单元徙动的二维频域二阶模型,提出利用变尺度逆傅里叶变换结合场景分区的方法共同实现二维空变距离单元徙动补偿,并构建了相应的频域成像算法。该算法可实现大场景目标的高分辨率成像,无需插值,且运算量远小于时域成像算法。6、提出了一种SA-BSAR运动补偿方法。针对系统两平台运动过程中存在的距离空变轨迹误差,利用SA-BSAR二维频域模型以及频域成像算法的特点,提出了一种在成像处理过程中对运动误差进行补偿的方法。这种运动补偿方法能够与成像算法有机的结合,可有效消除运动误差对成像质量的影响。