中高轨道SAR是下一代星载SAR重要发展方向之一,中高轨道SAR成像处理方法是支撑中高轨道SAR系统研制必需的关键技术之一。针对目前国际国内关于中高轨道SAR信号处理的文献和资料比较匮乏这一现状,本论文深入分析中高轨道SAR系统观测性能和回波信号特性,揭示了中高轨道SAR系统优势和研究背景,丰富了现有的中高轨道SAR系统知识和分析方法,并重点围绕中高轨道SAR回波信号建模、距离空变信号处理、以及方位时变信号处理三个方面开展系统研究。论文的主要工作和创新性成果包括:　　 ①在中高轨道SAR回波信号建模方面:　　 针对中高轨道SAR观测速度慢、合成孔径时间长、距离模型高阶分量显著等特点,在现有的多普勒中心频率和调频率的基础上,推导了多普勒二次和三次调频率的矢量表达式。　　 提出了改进斜视距离模型,将传统斜视模型的拟合精度提高一阶,解决了中等分辨率和卫星高度的中高轨道SAR信号建模问题。　　 为克服传统和改进斜视距离模型精度敏感于分辨率和卫星高度这一缺点,提出了多项式逼近距离模型,利用级数反演方法建立了精度高、普适性强、且易于算法实现的解析频域信号表达式,满足了更高分辨率和卫星高度的中高轨道SAR信号建模需求。　　 建立了统一的基于多普勒参数的二维频域信号表达式,直观反映了距离模型误差与信号模型误差以及成像处理误差之间的联系,在基于点目标压缩指标评价体系的仿真分析方法之外,提供了另一种研究信号模型对成像质量影响的理论分析方法。　　 ②在中高轨道SAR距离空变信号处理方面:　　 基于改进斜视模型和多项式逼近模型,完善了经典RD算法和CS算法,突破了卫星高度对这两种成像算法的限制,使中高轨道SAR成像处理研究能够继承和沿用低轨SAR研究经验和成果。　　 基于改进斜视模型和多项式逼近模型,将距离空变信号处理能力更强的NLCS算法推广至中高轨道SAR,为中高轨道SAR成像处理提供了一种成像精度更好、处理效率更高的成像算法。　　 ③在中高轨道SAR方位时变信号处理方面:　　 针对现有一维方位时域扰动方法的不足,提出二维方位时域扰动方法和扰动误差补偿策略,既缓解了方位时变信号对距离压缩和距离徙动校正的限制,又解决了方位时变多普勒中心频率对方位压缩的限制。该方法能够显著提高NLCS算法的成像精度、扩展方位一次成像范围、并降低计算量,提升了NLCS算法的工程实用价值。　　 联合Keystone变换和一维方位扰动,创新性的提出KT-AP方法,突破了方位时变距离走动对成像精度和效率的限制,同时改善了回波信号的二维空时变化。该方法能够在方位时域沿用经典RD和CS算法流程,大幅提高这一类算法的二维空变滤波能力,为MEOSAR提供了另一种较为理想的成像算法,并进一步拓展了现有的SAR成像方法和思路。　　 综上所述,本论文主要在中高轨道SAR信号建模和成像处理方面取得了一定的研究进展,为中高轨道SAR成像技术的发展积累了初步的经验和成果。本论文提出的研究思路和方法或能被借鉴到其它新体制SAR信号处理研究中,进一步推动SAR成像理论和技术的发展。