合成孔径雷达(SAR)是一种主动式微波成像雷达，具有全天时、全天候的工作能力。其结合了脉冲压缩技术和合成孔径技术，实现了利用小天线获得高分辨率的成像特性，在军事和民用领域得到广泛的应用。机载SAR在飞行过程中极易受到空气扰动的影响，造成图像的散焦和分辨率的下降，而由于搭载的惯性导航系统精度限制等多种原因，导致运动补偿不充分，满足不了高分辨率成像的要求，因此必须从机载SAR回波数据中获取运动误差信息并进行相应补偿。　　本研究主要内容包括：⑴从合成孔径基本概念出发，从脉冲压缩技术和合成孔径技术角度分析了SAR高分辨率成像机理，通过建立SAR点目标回波模型和成像系统模型，分析了SAR成像过程中的距离徙动现象和成像思路。在此基础上，介绍了距离多普勒算法(RDA)，并给出详细的理论推导，为后续基于实测数据的机载SAR成像与运动补偿研究奠定理论基础。⑵研究了SAR自聚焦理论。首先分析了几种典型运动误差对成像的影响，介绍了相位梯度自聚焦算法。在此基础上，研究了基于空变相位误差模型的运动误差估计理论，将运动误差的估计问题归结为矩阵方程的反演问题，并介绍了PWE-PGA，WPCA和WTA几种运动误差估计算法，探讨了各算法的研究思路和存在问题。⑶提出了一种高精度的运动误差估计方法。通过对空变相位误差模型的进一步研究，分析了杂波相位、系数矩阵误差和方程病态性对运动误差估计精度的影响，总结了运动误差的反演思路。在运动误差估计反演中综合考虑各方面因素对运动误差估计精度的影响，结合加权和正则总体最小二乘的思路进行估计。其中，通过加权处理消除杂波相位异方差影响，利用正则总体最小二乘法降低系数矩阵误差和病态性对求解精度的影响，达到正则总体最小二乘估计下的结果最优化，使得运动误差估计结果具有更高的估计精度。最后通过实验结果验证该方法对运动误差估计的正确性和有效性。