合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)以其全天时、全天候、分辨率高和工作方式灵活等工作特点，已成为一个非常重要的遥感测绘工具。机载SAR是安装在飞机上的SAR系统，它在距离向发射宽频带的线性调频信号经过脉冲压缩获得高分辨率，方位向通过合成孔径原理获得高分辨率。理想机载SAR模型是以载机平台做匀速直线的平移运动为基础提出的，而在实际情况中载机在飞行过程中不可避免的会受到大气扰动等的影响偏离理想运动状态产生运动误差，因此运动补偿是获得高分辨率优质图像的必要手段。实现高精度的运动补偿需要准确的雷达运动参数，运动参数的获得可以通过惯导系统。由于惯导系统测量精度的限制，不能完全补偿运动误差对回波信号的影响，需要基于回波数据的估计和补偿方法。本文围绕自聚焦和基于回波数据的运动误差估计展开，主要工作及贡献有:　　1.以机载SAR成像原理为基础，研究了各种形式的运动误差及其对成像质量的影响。以此为前提详细推导了传统的自聚焦算法，在推导中发现相位误差估计核函数具有鲁棒性的原因及局限性。同时，研究了基于空变相位误差模型的运动误差估计算法，通过对算法原理的推导分析，明确了空变相位误差的来源和特点，为后续研究做了铺垫。　　2.研究了自聚焦算法中相位误差的估计精度问题，发现传统算法在相位误差估计过程中将选取的距离门数据假设为处于相同的距离处。当测绘带内强散射点分布较分散时，所选取的距离门数据的距离变化较大，该假设将在相位误差估计过程中引入误差。针对这一问题，通过在模型中引入视角建立了将距离参数考虑在内的相位误差估计模型，并提出将广义矩估计法用于相位误差估计中，获得了更精确的估计结果。　　3.研究了高分辨率SAR系统成像中相位误差估计及补偿问题。当载机飞行不平稳引入的运动误差较大时，惯导系统精度有限，测量得到的视角信息不准确。视角信息的不准确会在相位误差估计过程中引入噪声。基于上述问题，建立了考虑视角误差的相位误差估计模型，利用总体最小二乘法和Tikhonov正则化求解该模型中的相位误差。所建立的估计模型考虑了更多的噪声影响因素，能够有效解决上述问题，且具有与PGA相同的鲁棒性和实用性。　　4.研究了宽测绘带模式中相位误差的空变性问题，发现经过惯导系统补偿后的回波数据中，载机平台在沿视线方向的运动误差对图像质量的影响很大，提出将奇异值分解和低秩近似用于运动误差的估计中。该算法与空变相位误差模型和PGA算法相结合，与其它算法相比能够避免权重的计算，有效补偿空变相位误差的影响，并且具有很高的精确度。