机载合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）具有信噪比强、分辨率高、机动灵活等优点,因此利用机载SAR对海面船只目标进行探测具有较明显的优势,研究机载SAR船只目标成像技术在海洋维权执法、海洋溢油监视、失事船只救助、海上运输管控等领域具有重要意义。但SAR的成像机制要求目标处于静止状态,目标的运动会造成SAR图像出现散焦。海上船只通常具有一定的航行速度,并且由于海面波浪等因素的综合作用,船体会出现偏航、俯仰、横滚三维转动。另外,由于机载平台受到气流扰动等因素的影响,导致平台偏离理想运动轨迹,也会对SAR成像质量造成影响。针对上述问题,并依据对机载SAR船只目标成像技术国内外研究现状的文献调研,本文开展了以下的研究工作:第一,针对目前船只运动对SAR成像质量影响方面的定性分析多、定量研究较少的现状,本文开展了船只平动与三种转动对SAR成像质量影响的定量分析,得出了定量分析结论,并分别设计了仿真实验进行验证。第二,针对所获取的机载SAR实测数据,开展了运动补偿、聚焦成像、图像拼接等数据处理工作,生成了机载SAR海洋场景图像。根据所获取实测数据中惯导数据精度较高的特点,采用了基于惯导数据的运动补偿方法,提高了处理效率。在聚焦成像方面,采用了去调频成像处理方法,进一步提高了处理效率。经运动补偿、去调频成像处理、图像拼接等一系列处理后,获取了质量较好的机载SAR海洋场景图像。第三,针对基于船只子图像的ISAR（Inverse Synthetic Aperture Radar,逆合成孔径雷达）重聚焦方法在机载SAR中进行应用时的不足,研究了基于目标回波定位的ISAR重聚焦方法。首先,从理论上分析了基于船只子图像的ISAR重聚焦方法在机载SAR中应用时可能会遇到船只子图像存在方位向模糊的挑战,并进行了仿真验证。接下来,依据船只目标在完整SAR图像中方位向、距离向的位置,对船只回波数据进行定位和提取。之后,对船只回波数据进行了距离对齐、相位补偿等处理。针对现有加窗处理方法效率不高的缺点,本文提出了一种基于时频分析技术的改进加窗处理方法,提高了ISAR成像时加窗处理的速度。针对相位补偿后的实测数据,再经加窗、转动补偿、方位向FFT等一系列处理后,最终得到了清晰的船只图像。通过计算得到两幅重聚焦处理后船只SAR图像的对比度分别为59.2,61.7、图像熵分别为8.3,7.4,信噪比分别为44.3,57.5,以上技术指标的数值验证了基于目标回波定位的ISAR重聚焦方法的有效性。在加窗处理的过程中,改进加窗方法的处理时间分别为1022秒、1202秒,现有加窗方法的加窗处理时间分别为1326秒、1445秒,改进的加窗方法处理速度高出了20%左右,验证了改进加窗方法的高效性。