合成孔径雷达是一种全天候、全天时工作的高分辨率成像雷达,广泛应用于军事、民用等领域。雷达平台受气流、飞行器控制系统、引力等因素的影响作复杂运动,对复杂运动平台SAR高分辨率成像技术的研究正在不断深入与发展。本文以复杂运动平台SAR成像算法为研究课题,详细分析了复杂运动平台SAR航迹建模、回波信号的多普勒特性与方位分辨率特性、成像特性以及成像算法。主要内容包括以下三个方面:首先,基于飞艇动力学方程,建立了空间螺旋前进、匀加速曲线运动距离史模型,重点分析了复杂运动平台SAR回波信号多普勒带宽以及方位分辨率特性,得出复杂运动平台SAR多普勒带宽较理想平台展宽的充分条件,对于复杂运动平台SAR采用方位回波信号脉冲压缩后信号主瓣-3dB宽度作为理论最佳方位分辨率。其次,针对复杂运动平台SAR,分析了泰勒级数逼近阶数与有效合成孔径时间的关系,得出相位误差必然导致有效合成孔径缩短、方位分辨率降低的性质,并通过实验仿真验证运动测量误差对方位分辨率的影响;定量得出了点目标斜距离历史各阶泰勒级数逼近能满足成像要求时的加速度容限;由于复杂运动平台SAR不同点目标多普勒历史具有空变性,所以采用BP算法对场景逐点成像。最后,重点研究了复杂运动平台SAR成像算法。在准确知道平台空间位置情况下采用BP算法实现场景成像;而当运动传感器误差太大导致成像效果变差时,本文提出了基于相位跟踪的BP成像算法:首先采用相位跟踪算法估计出三个强点目标的相位信息与斜距离历史,进而求解出飞行器的空间位置,再采用BP算法实现场景成像,通过仿真验证了算法的有效性。