合成孔径雷达(SAR)具有全天候、全天时和远距离成像的特点,可以大大提高雷达的信息获取能力,特别是战场感知能力,对军用和民用均有重要的应用价值。地面运动目标检测(Ground Moving Target Indication, GMTI)和测速定位是军用SAR系统所必须具备的一项基本功能,也是SAR信号处理中的一个重要问题。与单天线SAR系统相比,多通道(天线)SAR系统增加了系统自由度,可以通过杂波抑制显著提高运动目标的信杂噪比,改善系统的最小可检测速度(Minimum Detectable Velocity, MDV)和定位能力。目前,世界上许多国家都在大力发展多通道地面运动目标检测和定位技术,积极研究先进的运动目标检测理论,努力寻求各种高效、实用的运动目标检测技术。机载和星载多通道SAR系统在检测地面运动目标时会遇到很多问题,比如最小可检测速度与最大不模糊速度之间的矛盾、地杂波频谱展宽问题、通道失衡问题、运动目标散焦和方位偏移问题、混合基线情况下的GMTI问题等。本论文以正侧视多通道SAR-GMTI系统为对象,针对以上几个问题展开研究,具体内容如下:1、常规多通道SAR-GMTI系统在检测地面运动目标时,不可避免地遇到最小可检测速度与最大不模糊速度这一对矛盾。在星载分布式卫星系统中,这个矛盾将更为突出。以获得最优速度响应为目的,在对单颗卫星接收天线进行子阵分割的基础上,推导了理想杂波假设下系统输出信杂噪比的表达式,进而提出了多通道SAR-GMTI系统的基线优化方法。2、针对多通道SAR-GMTI系统在沿航迹基线较长的情况下存在径向速度估计模糊问题,从理论上分析推导了运动目标干涉相位与雷达系统参数之间的关系。在将参差基线和参差频率的解模糊能力联合起来的基础上,提出了一种数值计算方法,可以简单有效地计算出目标的正确径向速度。3、对于多通道系统来讲,通道之间无论是通道传递函数还是天线方向图都会存在差异,影响SAR图像间的相干性,导致杂波抑制比下降。本文提出一种基于回波数据的通道均衡方法来提高SAR图像间的相干性,进而大大改善了杂波抑制比。此外,在杂波抑制过程得到简化的基础上,将通道均衡和SPECAN算法相结合,提出了切实可行的快速GMTI方法。4、研究了多个地面运动目标方位向速度估计和成像问题。将图像域分离出的运动目标变换至原始信号域,既进一步提高了目标的信杂噪比,又解决了多信号参数估计容易受信号幅度影响的问题。利用速度匹配滤波器搜索方位向速度,提出以运动目标聚焦熵为代价函数,比仅依赖聚焦结果最大幅度决定方位向速度更为稳健。5、在常规GMTI系统不具备参差基线和参差工作频率的情况下,提出一种解决径向速度模糊的方法。首先利用目标与雷达之间的斜距历程求解相位模糊次数,再结合干涉相位得出正确的径向速度。针对传统SAR-GMTI系统空间分辨率不高的情况,提出利用MUSIC超分辨算法提高距离分辨率,解决了斜距历程测速精度差的问题。6、在多通道SAR系统中,垂直航迹基线的存在不仅导致SAR图像对之间干涉相位与地面杂波高程相联系,而且将引起图像对之间的基线去相关,影响系统的杂波抑制性能。在分析垂直航迹基线对系统杂波抑制性能影响的基础上,提出一种可行的运动目标检测方法:在去除感兴趣场景的局部平地相位和干涉相位后,利用自适应相消的方法对两幅图像进行静止杂波抑制,最后利用常规的单元平均恒虚警(CFAR)方法检测出运动目标。机载InSAR系统录取的实测数据验证了方法的可行性。