合成孔径激光雷达(SAL—Synthetic Aperture Laser Radar)可以有效地提高合成孔径激光雷达的分辨率、显著增大雷达的调制带宽、提高传输功率密度以及容易实现系统的小型化和集成化。合成孔径激光雷达可以对目标进行分类、能够检测微小目标以及探测大气边界分布和污染物的空间分布。由于合成孔径激光雷达具有上述优点,使其成为近年来国内外研究的热点。本论文在某创新项目的支撑下,针对合成孔径激光雷达系统构成和信号处理方法展开了如下的工作:1.分析了SAL的基本原理,介绍了SAL系统原理框图,对系统的组成部分进行了分析,并总结了SAL实现的关键技术。2.分析了线性调波长模式的连续激光发射信号,从线性调波长连续信号出发提出了线性调波长间断连续信号作为激光发射信号;分析了SAL外差接收原理,并分析了大气湍流效应和衰减效应对SAL外差接收的影响;最后提出了大气湍流效应和衰减效应干扰下基于线性调波长间断连续信号模型的SAL外差接收回波信号模型。3.通过对SAL成像原理和RD算法的研究,推导得出了基于正侧视条带模式下SAL的RD算法,选用合适的参数对单点目标、多点目标及面目标进行了仿真说明;最后对大气湍流效应和衰减效应干扰下各类型目标进行了成像仿真,验证了大气湍流效应和衰减效应对SAL成像的影响。4.研究了机载SAL不同方位的不同形式的速度误差对SAL成像的影响,并推导得出了不同形式误差的限制条件,并研究了速度误差对SAL成像和微波SAR成像影响的区别,最后通过仿真进行了说明。5.研究了载机平台振动误差对SAL成像的影响,分析推导得出了载机平台振动为特征振幅服从正态分布的非谐波正弦波的叠加,并研究了载机平台振动误差对SAL成像和微波SAR成像影响的区别,通过仿真证明了研究的正确性。