极化干涉合成孔径雷达(PolInSAR-Polarimetric Interferometric SAR)测量是一项融合了极化合成孔径雷达(POLSAR-Polarimetric SAR)与干涉合成孔径雷达(InSAR-Interferometric SAR)测量优势的新兴的合成孔径雷达(SAR-Synthetic Aperture Radar)观测技术。除兼有POLSAR与InSAR信息获取能力外,PolInSAR还具备分辨垂直分布的多个散射中心能力。鉴于其重要研究意义与应用价值,PolInSAR垂直结构参数估计成为SAR遥感领域一个热点研究问题。　　 基于独立散射中心和RVoG模型(Random Volume over Ground),本论文深入研究了相干最优方法、散射中心分辨方法、三阶段估计方法这三类主要的PolInSAR垂直结构参数估计方法。以典型的森林应用为例,本论文还开展了上述方法的应用研究。具体研究内容与成果:　　 (1)系统归纳了单基线、多基线PolInSAR相干最优方法原理；以干涉相干系数改善、干涉相位、散射机理、运算效率比较不同的单基线相干最优方法性能；为求解单基线相干最优中非解析优化问题,提出了“改进单投影”相干最优方法；为提高相干最优方法估计森林高度的性能,提出了一种基于双基线相干最优的森林高度估计方法；并利用SIR-C/X-SAR以及ESAR数据加以验证；　　 (2)基于独立散射中心模型,分析了散射中心分辨方法在估计垂直结构参数的不足；为抑制噪声对垂直结构参数估计的影响,提出了一种基于极化干涉互相关矩阵的参数估计方法；为改善散射中心分辨方法估计森林高度的准确性,提出一种基于树冠、树干、地面干涉相位有序排列假设估计森林高度的方法；并结合L波段ESAR数据和仿真数据验证改进方法；　　 (3)基于RVoG模型,深入分析了相干区域形状对三阶段估计方法性能的影响；针对相干区域长轴的遍历搜索估计方法耗时长等不足,提出一种采用数值逼近求解的快速估计方法；分析相干区域长轴在垂直结构参数估计中的重要应用价值,并提出一种基于相干区域长轴的森林参数估计方法；仿真数据实验证实相干区域长轴可提供准确的垂直结构参数估计；　　 (4)比较分析了上述三类方法用于估计森林垂直结构信息的性能；面向森林地形估计应用,提出一种综合不同方法优势的联合估计方法；为发挥多基线数据在获取森林垂直结构信息的优势,提出一种联合双基线ESPRIT方法与双基线相干最优方法的森林高度估计方法；并利用ESAR数据证实了联合估计方法。