近年来,合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）三维成像技术因其可以获取目标在真实三维空间中的分布和散射特性而引起人们的广泛关注。多基线SAR（Multibaseline SAR,MB SAR）是一种具有多条运动轨迹的SAR三维成像模式,它可以通过利用现有SAR系统进行简单的多基线成像几何扩展来实现三维成像,是一种十分具有应用前景的SAR三维成像模式。本文围绕MB SAR三维成像模式,针对高质量高分辨率MB SAR三维成像中的关键技术展开了深入的研究,主要的研究内容和创新点可总结如下:一、研究与分析了MB SAR三维成像模式中的相关理论基础问题。针对多基线直线SAR（Linear SAR,LSAR）和多基线圆周SAR（Circular SAR,CSAR）两种典型的MB SAR三维成像模式,分析了它们三维成像的基本原理和空间分辨率特性。尽管MB CSAR与MB LSAR的方位向运动轨迹不同,但是它们具有相同的层析向成像模型。因此,MB CSAR实测数据可以用来验证本文后续关于MB SAR层析成像处理方法的有效性和实用性。二、研究了MB SAR三维成像中的层析相位误差校正问题。在MB SAR三维成像中,层析相位误差是影响最终三维成像结果的重要因素。本文首先对MB SAR三维成像中层析相位误差的来源及其特性进行了分析。接着,针对层析相位误差空不变假设成立和不成立两种情况,分别提出了基于相位梯度自聚焦（Phase Gradient Autofocus,PGA）的层析相位误差校正方法和基于锐利优化自聚焦（Sharpness Optimization Autofocus,SOA）的层析相位误差校正方法。最后,利用MB SAR实测数据对本文提出的两种层析相位误差校正方法进行了实验验证,实验结果证明了所提方法的有效性和可行性。三、研究了MB SAR三维成像中的层析向高分辨率重建问题。在MB SAR三维成像中,实现层析向的高分辨率重建是获得最终高分辨率三维成像结果的关键。然而,实际中由于层析向总基线长度较短,导致层析向的瑞利分辨率较差。为了实现层析向高分辨率重建,本文提出了一种基于迭代自适应方法（Iterative Adaptive Approach,IAA）和广义似然比检测（Generalized Likelihood Ratio Test,GLRT）的层析向超分辨率重建方法。该方法首先利用IAA得到层析向超分辨率聚焦结果,然后利用GLRT进行模型阶数选择,从而得到层析向超分辨率稀疏重建结果。与目前应用较多的基于压缩感知的层析向超分辨率稀疏重建方法相比,本文所提方法不需要进行超参数优化调整,且能以更高的重建效率获得与其相比拟的超分辨性能和估计精度。四、研究了收发分置的多基线双站SAR（Bistatic SAR,Bi SAR）三维成像。收发分置的Bi SAR成像模式相对收发一体的单站SAR成像模式而言,具有隐蔽性强、安全性高以及构型配置灵活等优势。当发射平台或接收平台进行多航过飞行时,可实现MB Bi SAR三维成像。通过对MB Bi SAR三维成像的数学模型进行分析可知,MB Bi SAR三维成像具有与单站模式下的MB SAR相同的层析向成像模型。在同样的层析向分辨率和无模糊成像范围要求下,MB Bi SAR所需的轨迹数量与单站MB SAR相同。为了高效率地获取高精度的Bi SAR二维复图像,本文提出了一种基于椭圆极坐标的双站快速后向投影（Back Projection,BP）算法。与双站原始BP算法相比,所提方法可在保持成像精度的同时大大提高成像效率。在获取了满足要求的Bi SAR二维成像结果以后,层析向的相位误差校正以及高分辨率重建与单站MB SAR相同,可直接采用单站MB SAR相关处理方法。因此,MB Bi SAR三维成像可看作传统单站MB SAR的一种延伸应用。本文的研究内容已利用实测数据或仿真数据进行了实验验证,实验结果证明了文中所作理论分析的正确性和所提方法的有效性与实用性。因此,本文的研究内容具有一定的理论价值和工程实用价值。