合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)作为一种主动式微波遥感设备，其结合脉冲压缩技术和合成孔径技术，实现了利用小孔径天线取得高分辨率的成像特性。因具有全天候、全天时获取高分辨率雷达图像的工作特点，SAR在军事和民用领域得到广泛的应用。获得高质量的SAR图像是SAR技术的首要目标，成像技术是实现这一目标的核心。分辨率的日益提升和成像模式的愈发多样化对SAR成像技术的精度提出了更加严苛的要求。　　本文紧密围绕机载合成孔径雷达开展高精度成像技术的深入研究，分别从高速机动SAR成像，调频步进SAR成像和基于回波数据的运动误差估计三方面着手，研究了适用于大斜视模式、高分辨率模式的高精度成像算法，和基于回波数据的高精度运动补偿方法。所做的主要工作及创新如下:　　1.在理想飞行情况下，建立机载SAR成像几何模型和回波模式，确立了SAR成像的难点在于空变的距离-方位二维耦合，以此为前提总结了现有的频域成像算法，深入分析和比较了各算法的成像精度。在实际飞行情况下，建立机载SAR带有轨迹偏移的回波信号模型，在回顾了机载SAR运动补偿和自聚焦的基本原理的基础上，重点研究了基于回波数据的运动补偿方法，详细介绍了两种自聚焦算法:相位梯度自聚焦算法(Phase Gradient Autofocus，PGA)和基于图像质量的自聚焦算法，给出了它们的相位误差估计原理和处理流程。　　2.研究了高速机动SAR在常加速俯冲下降阶段的成像，提出了一种扩展的非线性调频变标(Nonlienar Chirp Scaling，NLCS)算法，其非直线非匀速的运行轨迹大大增加了成像处理的难度。针对复杂的瞬时斜距模型，提出了一种高精度的等效双曲斜距模型(Equvilent Hyperbolic Range Model，EHRM)，在保证精度的同时简化了回波信号模型。在深入分析俯冲下降阶段SAR回波信号特性的基础上，针对大斜视模式成像特点，采用了线性距离走动校正(Linear Range Walk Correction，LRWC)预处理，其有效减轻了距离-方位的二维耦合，增加了回波信号的二维正交性。但是，线性距离走动校正在减轻二维耦合的基础上，带来了方位向调制的方位空变问题，通过引入方位向非线性调频变标方法对这一问题进行处理。　　3.研究了调频步进SAR在斜视的滑动聚束模式下的成像，提出了一种基于斜视子带合成的成像算法，其成像的关键和难点在于高精度的子带合成。首先详细分析了多子带回波信号中的子带间斜距误差和子带内系统的幅相误差。针对子带间斜距误差，提出了斜视模式下的子带间空变相位误差补偿方法，只需在二维频域通过相位相乘即可完成。对于子带内系统的幅相误差，提出了一种两步补偿方法，第一步引入闭环测试数据补偿内部环路产生的幅相误差，第二步针对子带内系统剩余的相位误差，提出了基于距离向PGA的相位误差估计和补偿方法。此外，针对斜视的多子带合成，提出了基于各子带的多普勒中心频移处理，其保证了多普勒中心频移之后的各子带频谱依然保持步进关系。最后，对合成的宽带信号，利用扩展Omega-K(EoK)算法进行聚焦处理。　　4.研究了基于回波数据的运动补偿，提出了一种基于图像对比度最优自聚焦(Contrast Optimization Autofocus，COA)的运动误差估计算法，其有效弥补了惯导数据有限或精度不足的情况。首先介绍了空变相位误差模型，并分析了基于空变相位误差模型进行运动误差估计的关键在于相位误差的估计精度和系数矩阵精度。在此基础上，针对相位误差估计，提出了一种基于COA的估计算法，其采用自适应阶的多项式相位误差模型，利用BFGS算法进行系数的迭代搜索。考虑到运动误差提取需要多个距离门的空变相位误差，设计了距离向划分子条带的策略，这样利用相位误差窄距离带的冗余假设有效提高了相位误差的估计精度。在运动误差提取部分，采用了一种加权总体最小二乘(Weighted Total Least Square，WTLS)方法，其有效考虑了相位误差的估计误差和系数矩阵误差在求解线性方程时的影响，保障了运动误差提取精度。