双站合成孔径雷达(Bistatic Synthetic Aperture Radar,BISAR)是将发射机与接收机分置于两个独立平台的新体制SAR系统。由于发射机与接收机的分置,可以根据测绘需求配置运动平台的几何关系。与传统的单站系统相比,双站SAR构型灵活,具备前视成像、高频率监控、抗击毁能力强、大基线干涉等多种优势。此外,双站SAR还是单发多收的分布式SAR系统的基本构成单元,因而拥有极为广阔的应用前景。由于收发平台的分置,导致了双站SAR在系统实现时面临着频率同步、时间同步、成像算法、天线指向、理论建模与仿真等难题。其中,成像算法是双站SAR研究工作的理论基础与核心问题。本文的主要任务是对双站SAR的成像算法进行深入的研究。回波信号的方位平移不变性特征是现代单站SAR的频域快速成像算法成功的基础。因为将具备该特性的回波信号变换到距离-多普勒域内,同一距离门上任意点目标的能量轨迹重合,可以通过统一化处理完成该距离门上所有目标轨迹的距离徙动矫正,从而大大提高了成像处理的效率。双站SAR的收发平台构型灵活,可以组成多种配置形式。根据收发平台的几何关系可分为以下四种构型:单运动平台式、前后追逐式、平行分置式和一般式。根据回波信号的方位向特性,又可分为方位平移不变型和方位平移可变型两种。与单站SAR不同,一般情况下由于双站平台的速度矢量不同,双站SAR的回波信号是方位平移可变的。但在前后追逐式和平行分置式构型条件下,双站SAR回波信号具备方位平移不变性特征,这类构型是本文的主要研究对象。考虑到由于收发分置导致的回波信号的复杂性,以及双站SAR成像处理研究所面临的诸多技术难题,本文主要做了以下几点工作:首先,提出基于多项式斜距模型的双站SAR回波信号的二维频谱变换方法与成像算法。双站SAR的回波斜距历程是两个独立的双曲线函数之和(也称平顶双曲线),传统的二维频谱变换方法并不适用于这种双站回波数据。为了克服该难题,本文提出了基于多项式斜距模型的频谱变换方法。该方法不仅保证了频谱变换的精度,而且推得的二维频谱函数与单站频谱函数形式类似,适合后续的双站成像算法推导。其次,提出精确、高效的双站Chirp-Scaling算法。双站回波数据的频域特性,使得传统的Chirp-Scaling算法难以应用于双站成像处理。本文在精确的频谱函数的基础之上,通过改进距离徙动矫正和方位压缩实现方法,得到了适合高分辨率处理的双站Chirp-Scaling算法。第三,提出适合大基线、宽测绘带数据的双站扩展非线性Chirp-Scaling算法。与单站回波信号相比,双站SAR回波信号的斜距特性更为复杂,尤其是在宽测绘带条件下,二维大基线的存在将导致成像算法性能急剧下降。为了克服此类因素的影响,本文提出了适合大基线、宽测绘带数据的扩展非线性Chirp-Scaling算法。第四,提出分布式SAR分辨率自动合成算法。分布式SAR是双站SAR的一个重要应用领域。为了提高分布式SAR的图像分辨率,本文提出了基于图像质量测度函数的分布式SAR分辨率自动合成算法。