海冰在全球气候系统中扮演着重要的角色,通过影响大洋温盐环流以及大洋表面的物质、能量和辐射平衡从而影响全球气候。合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)具有全天时、全天候工作能力,能够实时获取大面积的观测数据,成为海冰监测的重要手段。目前,我国正在开展地球同步轨道合成孔径雷达(Geosynchronous Synthetic Aperture Radar,GEO SAR)的预研工作,本论文作为该工作的一部分,研究了GEO SAR海冰成像模拟关键技术。本文的主要研究内容如下:(1)GEO SAR系统特性研究。依据GEO SAR空间几何关系,分析了GEO SAR的运动特性;推导了GEO SAR四阶多普勒参数的表达式,研究了GEO SAR的多普勒特性。(2)GEO SAR信号模型和成像算法研究。考虑“停-走”假设误差建立了适用于曲线运动轨迹的精确距离模型,从而建立了精确的GEO SAR回波信号模型。基于该模型推导了GEO SAR信号的二维频谱,给出了适用于GEO SAR的时域和频域成像算法。(3)GEO SAR海冰成像模拟研究。基于蒙特卡罗方法模拟了海冰粗糙表面;根据海冰电磁散射模型研究了海冰的电磁散射特性,证明了极化比可用于海冰与海水的识别;基于海冰几何模型、海冰电磁散射模型、小面元模型和GEO SAR回波信号模型,建立了GEO SAR海冰成像模拟算法,通过仿真试验验证了该算法的可靠性。