中段弹道目标识别是弹道导弹防御系统中的关键技术，如何快速地把目标从包含了诱饵和碎片的目标群中识别出来，一直以来都是人们研究的重点和努力的方向。特征提取是进行目标识别的重要手段，对于弹头目标，散射特征、几何特征和微动特征是将其与诱饵和碎片区分开的主要特征。本文围绕弹头目标特征提取问题，分别从弹头目标的电磁散射特性和中段弹头目标微运动特性展开了研究，具体研究内容安排如下。第二章对弹头目标电磁散射特性展开研究，并对其母线镜面分布散射中心进行建模。首先，对属性散射中心模型及其参数估计方法进行了研究，分析了模型所描述的分布散射中心的特点，并指出其无法准确描述方位向上非均匀分布的分布散射中心；然后，针对属性散射中心模型的这一缺点，结合平底锥弹头目标母线镜面方向非均匀分布散射中心的二维像，从其图像域的数学表示出发，推导了非均匀分布散射中心的参数模型；最后，对属性散射中心模型的参数估计方法做了适当修改，通过仿真验证了模型的有效性，并分析了参数估计方法的抗噪性能。第三章对中段弹头目标运动特性及回波模拟展开研究。首先，分别研究了中段弹头目标因进动和平动造成的姿态角变化的特点；然后，给出了基于散射中心模型的回波模拟方法，并通过点散射中心和镜面分布散射中心拟合结果与测量结果的对比，说明回波模拟方法的有效性；最后，结合仿真回波数据分析了一维距离像序列中弹头目标在距离像上长度的周期变化特点，以及ISAR像中图像横向分辨率与姿态角变化的关系。第四章详细介绍了基于中段弹头目标ISAR图像横向定标的特征提取方法。首先，简要介绍了ISAR成像定标原理，并指出进动目标ISAR图像横向分辨率与图像清晰度无法同时满足的矛盾；然后结合进动目标姿态角的变化规律，提出了基于数据重采样的ISAR图像横向定标方法。该方法通过数据重采样缓解目标因进动造成的姿态角非均匀变化，并通过配准半个进动周期内的相邻两幅图像完成定标。该方法充分利用了弹道目标进动造成的姿态角变化，具有观测时间短、运算量小、定标精度高、性能稳定的特点。采用中段目标的运动模型结合电磁计算数据验证了该方法的有效性。最后，对本文的研究内容进行了系统总结，并指出了本文中仍未解决的问题，为下一步工作的开展确定了方向。