真假弹头目标识别是弹道导弹防御系统中的关键技术，通过对弹头进行成像和参数估计可以有效地识别弹头目标。逆合成孔径雷达(ISAR，Inverse SyntheticAperture Radar)是一种重要的高分辨成像雷达。它可以全天候、全天时、远距离地获取非合作目标的高分辨图像，极大地提高雷达获取信息的能力，在军用和民用领域都具有广泛的实用价值。本文主要研究了基于等效散射中心模型的进动锥体目标的成像方法和参数估计方法，以及基于简单散射中心模型的瞬时成像方法和参数估计方法。论文主要内容可以概括为如下两点：1.建立了光滑进动锥体目标的三维成像几何模型和回波信号模型，研究了进动锥体目标的运动补偿算法、三维成像算法和参数估计方法。介绍了基于多普勒中心模糊的平动补偿方法及距离走动校正方法；根据进动散射中心回波在距离-慢时间域具有正弦包络和相位这一特点，利用相位匹配搜索的方法对光滑进动锥体目标进行三维高分辨成像；根据进动锥体的散射中心的三维成像坐标与锥体目标自身的结构特征、微动特征及雷达视线的数学关系，提出了锥体目标的尺寸、雷达视线及相关的微动参数的估计方法。2.针对简单散射中心的非参数化模型，研究了基于时频分析的瞬时成像方法，提出了基于时频成像的锥体旋转频率和尺寸的估计方法。利用时频分析的方法可以获得目标的距离-时间-多普勒信息，进而获取目标的瞬时ISAR图像；对瞬时图像重心平移对齐后计算图像相关系数，根据距离-慢时间回波包络和图像相关系数来估计目标的微动形式和微动频率；进而对图像进行距离维定标和方位维定标并估计目标的尺寸信息。