临近空间，指距地面20-100千米的空域，处于现有飞机的最高飞行高度和卫星的最低轨道高度之间，大致包括大气的平流层、中间层和部分暖层区域。与空间资源越来越紧缺的对流层和低轨道相比，临近空间这块广阔的空间，有着独特的优势，目前却还没有得到有效的开发应用。但是随着地球遥感成像、空间观测、大气测量、全球资源监控等方面的需求越来越大，而临近空间对地观测成像技术合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)将在这些领域扮演重要角色。临近空间SAR成像系统在国内尚处于初始阶段，国外到目前为止基于临近空间平台SAR成像和运动补偿报道也较少。考虑到临近空间SAR平台与机载平台相类似，成像算法和运动补偿方面可以借鉴机载SAR成像研究方法。　　 本文针对临近空间成像技术和运动补偿技术进行了研究，针对临近空间SAR成像覆盖面积广、合成孔径大、运动误差突出等特点，提出需要将全孔径划分成子孔径的子孔径成像算法和子孔径运动补偿技术。论文主要研究内容及创新点如下：　　 1.临近空间SAR成像基础　　 分析讨论机载SAR成像技术，考虑将其引入临近空间的可行性及新环境的变化。研究设计临近空间SAR平台技术，分成两大部分：空中平台通常包括动力系统、控制系统、雷达系统和通信系统；地面中心通常包括通信系统、控制系统和雷达数据处理系统。讨论了SAR成像基本原理，包括对比传统成像雷达和SAR成像空间分辨率，研究SAR图像的性能指标。调研分析了机载SAR成像算法，并进行了分类，其中的子孔径成像算法较为适合临近空间环境。本部分创新点是讨论在分析机载SAR成像基础过程中考了临近空间场景的影响。　　 2.临近空间子孔径成像技术　　 通过理论和仿真分析临近空间成像覆盖范围、合成空间长度、距离误差对成像性能的影响，得出采用子孔径成像算法是比较有效的解决方法；子孔径的划分和信号处理部分是实现子孔径成像的关键；子孔径成像算法可以应用于不同的传统成像算法上，在临近空间场景中其性能将得到很大的提高；子孔径划分后，形成子图像，但还需要进行有效的叠加，文章中的频带拼接法能很好的解决该问题；通过仿真验证子孔径成像算法的可行性和有效性。　　 3.临近空间子孔径运动补偿技术　　 将临近空间的运动误差进行分类，包括低频相位误差、高频相位误差和天线指向误差，分别讨论不同类型对点目标成像的影响，并进行有针对性的补偿；临近空间方位向和距离向的空变误差特性需要有临近空间针对性的补偿措施；临近空间运动补偿技术需要在子孔径成像基础上并考虑误差类型和空变误差特性进行有效的补偿；仿真实验验证运动补偿技术的有效性。