星-地双基地雷达（接收机固定）收发分置的特殊配置使其具有配置灵活、获取信息丰富、抗拦截、抗干扰等优点，这些优势以及应用前景使其近几年来越来越受到青睐。然而，在实际的星-地双基地合成孔径雷达（Synthetic ApertureRadar，SAR）系统中，由于收、发平台分置而引入的时间同步和相位同步误差严重影响成像处理的进行。此外，由于收、发不一致所引入的双基地回波二维空变性，给成像处理也带来一定的难度。本文首先研究了同步误差以及回波二维空变性对星-地双基地SAR成像的影响，通过针对精同步回波（完全补偿同步误差）以及非同步回波（未补偿同步误差）的建模分析及处理，提出了基于精同步回波和非同步回波的精确聚焦算法。同时，考虑到双基地SAR系统能够获取目标丰富散射信息的优势，本文着重研究了双基地SAR系统对目标的多角度观测提高目标检测概率或分辨率的可行性，并提出小双基地角下的相干合成方法和大双基地角下的非相干合成方法。主要内容如下：1.提出了一种改进的非线性CS（Non-linear Chirp Scalling，NLCS）成像算法实现大场景、大斜视角的聚焦。首先，针对星-地双基地模式的几何特点，着重分析了斜视情况下距离向高次相位和调频率空变性对聚焦的影响，考虑到传统算法利用驻定相位原理将信号从二维频域转换到距离多普勒域时二次模型的失效，引入了三次模型实现了距离向三次相位的补偿；其后通过距离多普勒域二次和三次扰动函数的相乘，并将距离向调频率在参考点进行展开，实现了距离向调频率空变性的补偿和距离徙动的校正；最后，通过传统NLCS和改进NLCS算法对仿真以及遥感卫星实测数据的处理对比，验证了改进NLCS算法的有效性。2.提出一种基于直达波信息的同步成像一体化的聚焦算法。针对实际实验中基于外辐射源的双基地SAR难以获取精确的轨道信息及卫星的精确参数信息，导致难以求解同步误差信息用于聚焦处理的难题，首先，引入了直达波峰值相位的二次模型估计了回波的多普勒调频率；然后基于图像对比度和数学寻优的方法，搜索回波的斜视角和多普勒中心频率实现距离向聚焦；其后，通过提取直达波的徙动量以及峰值相位，分别实现了回波的距离徙动校正和方位聚焦；最后，通过遥感卫星实测数据的处理，验证了基于直达波信号同步成像一体化聚焦算法的正确性。3.基于多角度双基SAR系统对目标的多角度观测，研究了小双基地角下的相干合成方法以及大双基地角下的非相干合成方法，通过将多幅雷达图像进行合成，从而获取目标高分辨率或高检测概率。首先，针对双基地SAR特殊的几何配置，研究了目标双基地雷达截面（Radar Cross Section，RCS）的特性，并给出特定目标在多角度双基地SAR系统照射下的RCS计算模型；然后，对于双基地角较小的星-地双基地SAR系统，由于其发射机视角的不同导致其回波信号的距离和方位向频谱均产生一定的偏移，所以可以使用相干合成的方法来合成大的宽带信号实现目标的二维高分辨；当双基地角变化较大时，考虑到目标的散射特性随方位和俯仰角度的变化剧烈，此时小双基地角下的相干合成方法已经无法适用，因而可以将获取的目标多个散射信息进行融合，提高目标的检测概率，丰富雷达图像的信息。