近年来,随着星载SAR（Synthetic Aperture Radar,合成孔径雷达）技术的发展,一种将SAR载荷放置在地球同步轨道卫星上的遥感器成为SAR领域的新兴研究热点。相对于低轨道SAR而言,地球同步轨道SAR具有覆盖范围大、重访周期短、抗打击和抗摧毁能力强等优势。不管在民用方面,还是军事方面都具有非常广泛的应用前景。但地球同步轨道SAR的轨道高度是低轨道SAR的几十倍,造成目标回波的延迟时间长、目标合成孔径时间长,导致经典的平台匀速直线运动模型、“停-走-停”模型等都不再适用。另外,地球同步轨道SAR中的距离和方位空变性都明显大于低轨道SAR。因此,若直接采用低轨道SAR的成像方法难以实现地球同步轨道SAR的精确聚焦。本文对地球同步轨道SAR的回波信号模拟及高分辨率的成像方法进行了深入研究。首先,针对目前还没有在轨运行的地球同步轨道SAR,从而无法获取实测数据的现状,研究了地球同步轨道SAR的回波模拟方法。以卫星轨道根数、6个空间坐标系为基础建立了回波模拟模型,并给出了模型中几个关键参数的详细计算过程。研究了“停-走-停”模型不成立下的斜距迭代模型,用于回波模拟过程中卫星与目标间收发距离和的精确计算。经过与STK（Satellite Tool Kit,卫星工具包）软件输出结果的对比,斜距误差小于?4,满足精度要求。接下来,针对低轨道SAR的回波特性和斜距模型已不再适用的问题,分析了地球同步轨道SAR的回波特性,研究了适合于地球同步轨道SAR特点的斜距模型。经量化分析,验证了“停-走-停”模型给地球同步轨道SAR多普勒中心频率和调频率造成的误差不能忽略,验证了点目标斜距历程确实具有较强的空变性。根据星地几何关系对地球同步轨道SAR的星下点轨迹、卫星运行速度和波束扫描速度等方面的运动特性进行了详细的分析。对几种常用的改进斜距模型进行了分析对比,最终采用了四阶多项式斜距模型,用于本文地球同步轨道SAR成像处理方法的设计。最后,针对所采用的四阶多项式斜距模型,同时考虑二维强空变性的有效补偿,提出了一种改进的CS（Chirp Scaling,调频率变标）成像方法。通过RCM（Range Cell Migration,距离徙动）均衡化处理高效地实现了方位空变RCM的补偿,通过修正的CS处理实现了高阶多项式斜距模型下距离空变RCM的补偿,通过将方位向频带划分为多个子带分别处理并进行合成实现了二维空变相位误差的补偿,最终得到精确聚焦的地球同步轨道SAR图像。仿真实验的结果验证了所设计成像方法的正确性。