天基监视雷达是陆-海-空-天一体化战略预警监视系统的重要组成部分,基于合成孔径雷达(SAR)成像、逆合成孔径雷达(ISAR)成像以及动目标显示等多种技术手段和工作模式,同时具备监视地面、海面目标以及空间目标的能力。天基监视雷达搭载的观测平台运行于外部空间轨道,可以通过观测高度的提升突破地球曲率的影响,同时凭借其较强的抗摧毁能力自由进出敌方控制区域,实现对全球任何热点地区的连续监视并提供充足的战略防御监视时间,因而具备全天时、全天候和全球覆盖等优点,可有效弥补地基、海基和机载监视雷达的局限性和不足,在军事和民用领域均得到了广泛应用。天基监视雷达系统可分为对地监视模式和空间监视模式。对地监视模式中,天基监视雷达指向区域的电磁环境相对较为复杂,包含非蓄意干扰和电子对抗中人为施放的各种窄带干扰和宽带干扰,由于天基监视雷达发射信号的宽带特性,使得对地监视模式极易受到各类干扰源辐射信号的影响;空间监视模式中,由于星载雷达发射功率孔径积受限,且观测空间目标的作用距离往往较远(几百公里~几千公里),使得星载ISAR成像系统的回波信噪比降低,导致包络对齐结果中出现明显的突跳误差和积累误差,并最终影响ISAR成像质量,为后续的图像判读及目标识别带来障碍。本论文紧密围绕天基监视雷达系统对地监视模式和空间监视模式对各类目标实施监视过程中的实际问题,针对复杂电磁环境下的SAR干扰抑制及低信噪比条件下的ISAR包络对齐方法等关键技术进行深入研究。主要工作和贡献为:1、对天基监视雷达涉及的工作模式进行了介绍,分析了各类工作模式的特点;以条带模式正侧视情况为例,分析了对地监视模式的回波信号基本模型;研究了天基监视雷达系统对地监视模式可能面临的干扰类型及其信号形式和基本特点;结合天基监视雷达的特点和任务要求,给出空间监视模式工作模式总体方案设想;以直线运动模型为例,给出空间监视模式的回波信号基本模型,并结合散射点斜距方程展开式详细分析了天基ISAR面临的主要问题及其产生原因。2、基于时变窄带干扰信号模型,在充分考虑窄带干扰信号时变特性的基础上对时变窄带干扰抑制问题展开深入研究,针对时变窄带干扰条件下传统窄带干扰抑制方法性能下降问题,提出一种基于迭代自适应方法的时变窄带干扰抑制方法。该方法无需进行参数搜索和模型定阶,可以利用少量训练样本自适应迭代估计窄带干扰信号频谱,并采用子空间投影方法对干扰信号进行滤除。仿真结果表明所提方法能够有效抑制窄带干扰,并复原被遮盖有用信号、重现SAR图像细节信息,从而大幅改善时变窄带干扰影响下的SAR成像质量,具有良好的干扰抑制性能。3、基于天基监视雷达宽带非蓄意干扰的时频聚集性,针对传统时频滤波方法频率分辨率受限所导致的宽带干扰抑制性能下降问题,提出一种SAR宽带非蓄意干扰抑制方法。该方法无需进行参数搜索和模型定阶,可以在短时傅里叶变换分析窗函数对应的小时宽范围内,利用少量观测数据自适应迭代估计宽带干扰信号瞬时频率,并采用子空间投影方法对干扰信号进行滤除,同时,还可获得高分辨率且无交叉项的线性时频分析结果。仿真分析表明所提方法能够有效抑制宽带干扰且有用信号损失较小,可以大幅改善宽带干扰影响下的SAR成像质量,具有良好的干扰抑制性能。4、针对低信噪比条件下传统包络对齐算法性能下降问题,提出基于迭代加权最小二乘拟合的ISAR包络对齐方法(Iterative Cleaning and Weighted Least Squares,ICWLS)。该方法利用目标的平稳运动特性,对目标走动量和加权矩阵采用迭代交替更新方式,在估计出目标运动参数的基础上实现包络对齐。上述方法基于数据惩罚构造加权矩阵且采用对角形式,可显著提高包络对齐精度,但加权矩阵的估计尚未达到统计最优。因此考虑根据包络对齐误差统计参数构造最优加权矩阵并进行迭代更新,提出一种迭代的最优加权拟合包络对齐方法(Iterative Optimized Weighted Fitting,IOWF),以期进一步优化ICWLS方法包络对齐性能。仿真结果表明所提方法能有效抑制突跳误差的传播和缓解积累误差所导致的参数估计精度下降问题,具有良好的包络对齐性能。