合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)发明于20世纪50年代。由于其具有全天时和全天候成像、穿越云雨的能力,越来越多地被用于军事和民用领域。其中一个重要的应用方向为形变信息的提取。合成孔径雷达差分干涉测量(Differential Interferometric SAR,D-InSAR)技术就是通过获取相位信息提取地表形变信息的一门技术。近些年来,D-InSAR以其具有全天时、全天候以及快速、高精度的对地测量能力成为形变监测领域广泛关注的新技术。D-InSAR的形变信息提取可以应用于地震、城市地表沉降、地铁沉降以及冰川漂移等领域。本文对D-InSAR技术提取形变信息的基础理论关键算法做了深入研究。首先,系统的分析和总结了D-InSAR的应用情况及其研究现状,对InSAR和D-InSAR的基本理论作出总结。同时,分析了D-InSAR技术提取形变信息的处理流程及主要的误差来源。其次,分别对D-InSAR处理过程中的去平地效应、相位解缠、高程信息提取和形变信息提取做了深入分析研究。第一,平地效应算法。研究了当前去平地效应的三种算法,即基于轨道参数的平地效应消除法、频移法和基于粗精度DEM数据的平地效应消除法。进一步,结合实验给出了基于频移法去平地效应的具体步骤。第二,相位解缠。分析了当前D-InSAR处理中相位解缠的现有两大类算法,即路径跟踪法和最小范数法。本文改进的方法属于路径跟踪法的一种:提出了一种基于堆排序的新型质量图来引导相位解缠的方法。该方法考虑了空间噪声对于质量图方位向和距离向的贡献权重的不同,提出了利用加权方法消除距离向和方位向的误差,形成新的质量图,并引导相位解缠。同时,针对质量图引导相位解缠方法计算复杂和解缠速度慢的缺陷,采用计算机科学中的最大堆排序方法,减少质量图的排序时间。通过实验证明,这种优化方法不仅效率高,而且稳定。第三,高程信息提取及形变信息提取算法。文章针对DEM几何重建模型进行简化,并通过具体实验验证了这种模型的可行性。在形变信息提取算法模块,加入了形变修正,并给出了基于三轨法的形变信息提取具体步骤。建立在以上关键算法的基础上,实现了InSAR和D-INSAR相关程序的编写工作,使用C++语言和Qt界面环境,从SAR图像的SLC输入开始,经过生成干涉图、去平地效应、图像滤波、相位解缠、高程重建以及形变信息提取处理步骤,形成了较为完善的InSAR和D-InSAR处理软件。