随着对空间/空中目标高分辨、多角度探测与成像需求的日益增加,高分辨逆合成孔径雷达(ISAR)成像正逐步向双/多基地组网,多极化、多通道联合成像等趋势发展。多视角、多极化ISAR数据的融合处理可以提高图像分辨率并获取更为丰富的目标特征。但是,融合成像也增加了ISAR高分辨成像处理的难度。目前,如何有效地融合多视角、多极化下信息以提高目标成像质量已成为ISAR领域亟待解决的难点与关键问题。针对上述问题,本文首先建立了多基站ISAR观测时,高分辨成像对应的几何模型和回波信号模型,进而研究了相参观测和非相参观测条件下的融合成像方法。具体包括目标转动参数与观测视角差估计方法,ISAR像高分辨合成方法及图像融合増强方法。针对全极化ISAR成像,研究了有效的极化融合成像方法,从而充分利用各通道间的极化信息进一步提高了目标特征提取的可靠性与全面性。相关研究将为提高我国地基雷达的空间目标探测能力提供理论与技术支撑。本文主要内容可概括为如下三个部分:第一部分首先建立了多基ISAR对空间目标观测的几何模型和回波信号模型,分析了多基ISAR融合成像的条件。在此基础上,研究了两种情况下对应的多基ISAR相参观测融合成像方法,进而分析了成像分辨率:1)当雷达观测区域存在重叠时,根据子孔径之间的多普勒差异进行转角估计,通过提取强散射点并关联估计观测视角差,然后进行全局信号相干化合成,最后完成融合成像;2)当雷达观测区域不存在重叠时,提出了基于变分贝叶斯学习的低信噪比多基ISAR融合成像方法。该方法将多基ISAR融合成像问题转化为稀疏信号重构问题,进而提出循环优化方法进行联合求解,即使用梯度下降法估计目标转角和雷达观测视角差,使用变分推断(VI)方法求解融合后的图像。最终,用仿真数据验证了相关算法的有效性。第二部分研究了多基ISAR非相参观测时的高分辨融合成像方法。首先,分析了不同雷达所获得ISAR像之间的映射关系,接着对各雷达回波信号进行稀疏观测建模,进而提出一种改进正交匹配追踪(OMP)的多基ISAR融合成像方法。该方法利用梯度下降法和线性搜索法获得目标转角和雷达观测视角差的精确估计,并利用改进OMP方法获得多集融合后的目标ISAR像。最后,利用点仿真数据和实测数据验证了算法的有效性。第三部分研究了全极化ISAR高分辨融合成像方法。首先,根据不同极化通道对应信号支撑区和稀疏基一致的性质,构建全极化测量矩阵和成像模型,进而提出多通道-迭代最小化稀疏学习(MC-SLIM)方法的全极化ISAR高分辨融合成像方法。该方法联合多极化通道信号进行稀疏求解成像,在对各通道ISAR场景稀疏重构的同时使单一散射点在通道间能量和最小,从而确保目标散射点ISAR图像在各个极化通道间具有一致性。最终,分别利用点仿真数据、电磁仿真数据和实测数据验证了算法的有效性。