空间目标主要包括飞机等航空目标、人造卫星等轨道目标和弹道目标。通过对空间目标的逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,简称ISAR)成像,可以获得结构特征清晰的高分辨率图像,从而实现空间目标的探测与识别。因此空间目标ISAR成像技术在战略防御、反导和深空探测等领域有着重要价值。本文围绕空间目标成像及定标技术进行展开,具体工作概括如下:论文第一章为绪论,介绍了ISAR成像技术的研究背景,介绍了ISAR成像、定标技术国内外研究现状和空间目标雷达观测系统,具体说明了本文主要内容。论文第二章为ISAR运动补偿技术,介绍了ISAR距离对准和相位补偿的基本理论,并通过飞机实测数据对几种不同的距离对准和相位补偿算法进行性能分析;同时提出一种针对空间目标的能够去除突跳和漂移误差的改进ISAR距离对准算法,去除了ISAR图像方位向散焦和重影现象,通过弹道目标和轨道目标仿真数据试验分析,验证了该算法应用于空间目标距离对准效果的优越性。论文第三章为ISAR图像方位定标技术,首先分析了ISAR定标原理;针对空间轨道目标尺寸较大、图像跨越距离单元数较多这一特性,研究了基于多普勒调频斜率估计与拟合的方位定标方法;针对航空目标、人造卫星等空间目标ISAR图像的结构特征明显这一特性,深入研究了图像域转角估计的基于特征匹配的方位定标方法,给出了卫星目标仿真数据和飞机实测数据处理结果。论文第四章为基于GPU平台的ISAR成像算法实现,满足了空间目标观测系统处理一帧实测数据的高质量和实时性的要求。首先介绍了基于计算统一设备架构(Compute Unified Device Architecture,简称CUDA)编程环境的GPU并行计算原理,接着介绍了ISAR距离-多普勒成像算法原理,然后通过分析基于GPU平台的ISAR距离-多普勒算法内在的并行性,提出了一种针对ISAR距离-多普勒算法的GPU加速处理优化方案,最后设计了基于MFC框架的空间目标GPU成像处理界面。论文第五章为结束语,对论文整个工作进行总结,并指出需要继续深入研究的问题。