高分辨率合成孔径雷达可以获得丰富的地物或目标细节，在军事和民用各方面有着非常高的应用价值。然而高分辨率带来了更长的合成孔径时间，这使得目标运动对成像的影响更加显著。运动导致的SAR图像散焦现象给目标检测、识别和图像解译带来困难。为此，本论文主要针对高分辨率星载SAR图像中的复杂运动目标，从运动对SAR图像影响的定量化分析与解译、复杂运动目标精细聚焦、目标运动参数估计等方面开展了研究，为高分辨率SAR图像解译与信息提取提供理论与技术支撑。具体的研究内容和创新性成果包括:　　针对高分辨率星载SAR目标不同运动对成像的影响问题，建立了星载几何构型下运动目标回波生成和成像处理的仿真模型，从而定量化分析了不同速度的平面运动、起伏运动造成的SAR图像特点，解释了转弯运动火车在图像中出现的折线、海面起伏运动目标出现的拖尾等现象，为高分辨率SAR运动目标图像解译提供支撑。　　针对现有对于星载SAR平面运动目标的研究大多只能分析斜距平面内速度的问题，推导了地球坐标系目标真实运动矢量与SAR图像散焦和目标移位之间的关系，提出了一种基于运动补偿精细聚焦的目标真实运动速度矢量估计方法，该算法不依赖于先验模型假设，具有较好的普适性和良好的聚焦效果，并且可获得大地坐标系下目标真实的运动速度。　　针对高分辨率星载SAR中普遍存在但目前很少研究的海面起伏运动目标精细聚焦问题，在建立单次散射和多次散射起伏运动模型和仿真分析基础上，研究了一种改进运动误差补偿模型的精细聚焦处理算法，仿真和实测数据处理验证了方法的准确性和有效性。同时提出了目标起伏运动参数和海浪信息估计的方法，该方法为起伏运动目标聚焦提供了技术支撑，也为海面目标和海浪信息提取提供了新的途径。