合成孔径雷达(Synthesis Aperture Radar,SAR)是一种高分辨雷达,可以实现全天时、全天候连续的对地观测。引入极化信息,不仅能够提供雷达多通道的数据支撑,还有利于获取雷达目标更完整的物理属性信息,具有极其重要的意义。然而,由于观测维度的增加及系统复杂性的提高,SAR测量的极化数据会受到雷达天线串扰等系统误差以及雷达电磁波传播环境的影响而产生失真,无法准确反映目标真实极化散射特性,从而影响后续的极化应用。论文围绕SAR极化测量误差对主要极化应用(极化检测、基于极化分解的散射特征提取)的影响以及如何对极化测量误差进行精确校准两方面展开研究。首先就SAR极化测量误差对极化检测性能的影响展开分析研究。分析了极化误差作用下极化数据的失真程度,建立雷达回波的信号模型,针对经典极化检测器(OPD、PMF、SD、PWF和PMS)在雷达高分辨以及中低分辨率两种情况下的检测性能进行分析。考虑极化串扰、极化通道不平衡、法拉第旋转三类极化测量误差,提出基于最优检测偏移系数的检测性能评估方法,分析检测器检测概率的变化情况,为极化测量过程中的误差控制、雷达目标的极化检测提供支撑。第二部分内容就SAR极化测量误差对基于极化分解的散射特征提取的影响展开分析研究,分为基于相干目标分解(Pauli分解、Krogager分解)和部分相干目标分解(Cloude-Pottier分解)两类。首先简单介绍极化分解的原理及意义;接下来分别就极化串扰、极化通道不平衡、法拉第旋转三类极化测量误差对其影响进行仿真分析。对于相干目标分解,从极化分解特征矢量的归一化误差直方图、特征矢量各元素的强度变化直方图以及单个特征矢量元素添加误差前后的偏差灰度图三种表征方法分析极化测量误差的影响。对于部分相干目标分解,从典型地物目标中心散射机制的变化趋势、分类结果偏差比例分析极化测量误差的影响,为基于极化分解的散射特征提取、极化测量过程中的误差控制提供支撑。最后对SAR极化测量误差的精确校准展开研究,分为SAR系统极化测量误差(极化通道不平衡、极化串扰)和SAR电磁波传播环境造成的极化测量误差(法拉第旋转)两类。对于SAR系统极化测量误差的校准问题,提出一种基于粒子群优化的极化定标算法,仿真实验证明了粒子群优化用于极化定标的有效性,对极化误差参数相比经典算法有着更加稳定精确的估计;对于法拉第旋转的校正问题,提出了一种新的基于协方差矩阵的法拉第旋转角估计方法,该估计方法相对于经典估计方法,由于利用了更多的原始数据信息,有着更高的噪声容限。