双基地合成孔径雷达（Bi-SAR）是发射系统和接收系统分置在不同平台上的合成孔径雷达。与单基地SAR比,双基地SAR更具优势,具有能获取多方向的目标电磁散射信息、作用距离远、隐蔽性和抗干扰能力强、成本低等特点。因而,双基地合成孔径雷达作为一种新的空间对地观测手段,无论在民用还是军事应用领域都有着广泛的应用前景。本文结合机载双基地SAR系统研究的实际需要,对双基地SAR成像算法、运动补偿方法、时间同步误差校正技术进行了详细研究。论文主要内容有:1.建立了机载双基地SAR在一般飞行模式下的几何模型与回波信号模型,分析了双基地SAR系统参数与分辨力的关系,阐述了双基地SAR成像处理模型,详细的分析和比较了现有的多种双基地SAR成像算法及其优缺点。2.改进了基于Chirp-Z变换的双基地SAR成像算法,使其适用于双机等速平行飞行的工作模式。本文基于这种特殊飞行模式下双基地SAR的几何模型和回波信号模型,推导了它的二维频率表达式,给出了二维频率离散表达式。通过双基SAR变形项的补偿后,将二维频率表达式中的准单基地相位项进行了相关分解,然后推导了利用Chirp-Z逆变换消除距离徙动的方法。给出了基于CZT的双基地SAR成像算法的处理流程,并分析了该算法的运算量。应用上述算法处理了点目标仿真数据和实测数据,结果验证了该算法的正确性,获得了双基地SAP成像结果。3.研究了基于运动传感器的机载双基地SAR的运动补偿技术,给出了如何利用GPS测得的数据用以回波数据运动补偿的方法。提出了基于强散射点的相位跟踪算法,该方法通过一组窄带滤波器,获得强散射点目标回波信号的相位精确估计值,经相位解缠绕和信号相位的二次曲线拟和后,计算出相位误差φ_err,将其用于运动补偿,可提高成像精度。给出了基于相位跟踪的双基地SARω-K成像运动补偿算法,真实数据的成像结果证实了该算法的有效性。4.分两种情况讨论了引起时间不同步的原因,分析了在不同情况下时间同步误差对成像质量的影响。研究了利用直达波信号提取时间同步误差△t_err用以解决由时间不同步引起的回波信号包络不对齐的方法,仿真结果验证了该方法的正确性,并将该方法用于实测数据处理,取得了较好的结果。