近年来,随着固态毫米波器件的发展,毫米波雷达技术获得了巨大的推动力,其产品不断被应用于各种领域,例如液面监测、汽车防撞、近程测距等。其中,用途最为广泛的是线性调频连续波（LFMCW）体制雷达,它在超高频段覆盖了超大的带宽,既保证了精度又保证了距离分辨率,可以实现高精度的测距功能。对现阶段的研究进行分析可知,三维形变监测系统是亟需开发的一套系统,传统的监测手段由于环境复杂、自动化不足等缺陷不再满足现代工程的需求,随着全球建筑物逐渐老化和物联网的发展,形变观测和信息的自动化采集越发重要。利用线性调频体制的毫米波雷达形变监测系统具有精度高、自动化、成本低等优点,研究出一种能够高精度监测形变的毫米波雷达系统具有重大的意义。本文研究的重点是LFMCW雷达高精度测距算法、多站雷达定位算法以及毫米波雷达形变监测系统的硬件实测分析。本文主要的工作和创新点在于:1.设计了分布式毫米波雷达高精度形变监测系统并用硬件实现,利用多个雷达基站对目标点进行测距、定位,实现了对目标点的高精度三维形变监测。2.在高精度测距算法方面,我们分析了各类算法的测量精度,探究了基于补零FFT相位差算法的误差原因,提出了一种基于CZT频谱细化技术的相位差改进算法,将相位差算法的信噪比门限降低了很多,算法计算量也显著下降。接着,提出了频率法和相位法相结合用于实际的测距算法,该算法有效避免了相位差算法的相位模糊问题,在实测数据验证中获得了较好的效果。3.在基于测距的定位算法方面,我们将极大似然估计、最速下降算法、邻域搜索算法应用于三维空间的目标定位,分析了基站构型对算法精度的影响,实际应用时有效提高的算法的定位精度。