基于稀疏线阵的机载SAR在载机跨航向布置稀疏线阵以增加成像聚焦维度，可工作于前视二维和下视三维成像模式，能够消除常规SAR成像盲区，更可有效克服由于地形起伏、目标相互遮挡所带来的叠掩、阴影等影响，从而极大地增强了微波成像观测系统性能，拓展了微波成像观测的应用领域，在飞行导航、灾害监测、战场指挥、城市规划等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。本文基于阵列天线SAR前视二维和下视三维理想成像模型，从阵列优化设计、正交波形分集、成像算法、阵列误差校正和原理验证等方面对基于稀疏线阵的机载SAR成像的模型、方法和实验进行了系统的研究。具体研究工作如下:　　1、基于机载稀疏线阵SAR成像模型，为了降低雷达系统的复杂度，研究了以稀疏线阵孔径综合为基础的阵列天线数据获取技术并提出了适用于机载稀疏线阵SAR阵列优化设计的一般流程。该设计方法综合考虑系统性能指标要求和其它限制条件，并囊括收发共用稀疏线阵和收发分置稀疏线阵两种不同形式阵列的稀疏优化设计方法。其中，对于收发共用稀疏线阵提出使用多种群进化、融合思想的遗传算法实现低冗余度、高稀疏率阵列天线布局的全局化、快速搜索。　　2、基于机载稀疏线阵SAR成像模型，为了提高数据获取的时效性，在总结归纳时分、频分、码分、复合分集等常用正交波形分集机制的基础上，结合阵列多发多收雷达成像对波形的要求，提出了一种基于OFDM-Chirp编码的正交波形分集方法，建立了正交波形调制和解调模型，并通过半物理仿真实验进行了验证。　　3、基于机载稀疏线阵SAR前视二维成像的理想几何和信号模型，从成像精度和效率两方面系统性地分析、对比了常规二维成像算法的优点与不足。针对其不足，结合前视二维成像的高分辨、高精度、动态成像需求，提出了一种基于伪极坐标变换和加速收敛的高效高精度二维成像算法，剖析了该算法高精度成像本质，分析了算法计算复杂度，并通过数值仿真和地基实验数据验证了算法的性能。　　4、基于机载稀疏线阵SAR下视三维成像的理想几何和信号模型，分析、对比了常规三维成像算法在阵列下视三维观测场景下的适用性和局限性，并将伪极坐标和加速收敛的理念扩展至三维成像，同时结合子孔径划分-分段处理-图像融合的处理流程，提出了一种基于伪球坐标变换的高效高精度三维成像算法，给出了算法流程步骤、计算复杂度分析以及数值仿真验证结果。　　5、针对机载稀疏线阵SAR中存在的阵列误差问题，分别对多通道幅相误差和虚阵元位置误差两种形式误差的误差模型、误差对成像影响进行了细致的分析，并提出了相应的误差校正方案，通过数值仿真和实验数据处理对理论和方法进行了验证。　　6、在雷达系统参数设计和性能仿真分析的基础上，设计并构建了基于Ku波段调频连续波线阵雷达的机载稀疏线阵SAR原理验证装置。给出了系统总体方案和分系统设计方案，并基于原理验证装置对成像模型和方法进行了验证。