以已有的星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)为机会照射源,通过将接收系统搭载于地面固定高台或机载平台上的星基双基地SAR,是近年来双站SAR系统发展的一个重要方向。由于收发系统分置,且接收系统处于无源工作状态,具有成本低廉、易于搭建、隐蔽性高等优点,是对地观测技术的重要研究方向。本文以星地双基地SAR系统和星机双基地SAR系统这两种配置的双站SAR系统为研究对象,结合实际应用背景和需求,对它们在系统特性、回波模拟、波足(波束在地面的投影)检测与跟踪、多模式成像等问题展开了深入的理论研究、仿真分析和实验验证,对星基双基地SAR技术的发展具有重要的理论意义和应用价值。本文的研究工作和取得的成果可以简要概括如下:1、研究了星地双基地SAR系统和星机双基地SAR系统的概念和特性,并对一些共性的问题如波足相对运动对成像性能的影响以及时频同步技术等进行了深入的研究,为实现双站SAR成像奠定了基础。主要工作有:(1)介绍了上述两种系统的几何构型,并从接收到的卫星发射信号(直达波)和观测场景散射波信号信噪比以及距离向、方位向分辨率等方面对系统特性进行了深入的分析和研究。(2)分析了双站SAR系统中,收发波足相对运动对方位向成像的影响。(3)分析了基于直达波信号的双站SAR系统时频同步技术的性能。2、研究了星基双基地SAR系统回波模拟方法,对开展星基双基地SAR系统特性分析和成像处理的研究具有重要的意义。具体工作为:(1)提出了一种星地双基地SAR系统回波快速模拟方法,基于逆Stolt变换和距离多普勒域相位补偿,实现了接收站固定星地双基地SAR系统回波的快速仿真。(2)提出了一种含有时频同步误差的双基地SAR回波快速模拟方法,根据时频同步误差特性进行分类,并结合上节所提出的快速模拟方法,实现了含有时频同步误差的星地双基地SAR回波快速模拟。(3)根据收发波足运动过程中与点目标之间的几何位置关系,对双向滑动聚束模式星机双基地SAR系统特性进行了分析,提出了一种时域高精度回波模拟方法。3、研究了非合作星基双基地SAR系统的波足检测与跟踪技术。具体工作为:(1)建立了非合作星基双基地SAR系统回波模型,分析了常规检测算法实现波足检测的性能。(2)提出了一种波足检测算法,基于相邻观测场景散射波信号之间的强相关性,实现了非合作星基双基地SAR波足检测,并通过仿真对波足检测算法的性能进行了分析和验证。(3)提出了利用车载实验验证波足检测算法的实验方案。设计了车载双站SAR实验,对实验环境和内容进行了介绍。并利用车载双站SAR实测数据,对波足检测算法的有效性进行了验证和分析。(4)提出了一种波足方位向跟踪的算法,基于积累回波多普勒频谱参数与收发波足中心间隔之间的关系,实现了对发射波足的方位向跟踪,并通过仿真对算法的性能进行了分析和验证。(5)提出了利用机载实验验证波足跟踪方法的实验方案。对机载双站SAR实验进行了介绍,并利用机载双站SAR实测数据,对波足方位向跟踪算法进行了分析和验证。4、研究了多模式星基双基地SAR成像算法。具体工作为:(1)分析了基于直达波进行时频同步处理后,双向滑动聚束模式星地双基地SAR系统的回波特性。(2)提出了一种滑动聚束模式星地双基地SAR频域成像算法,基于方位向预处理、直达波补偿和非线性Chirp Scaling算法,实现了对观测场景的成像处理,并通过仿真和实测数据对算法有效性和性能进行了分析。(3)对双向滑动聚束模式星机双基地SAR系统特性进行了分析,在此基础上,基于方位向预处理、级数展开法和距离多普勒域算法,提出了一种频域成像算法,并通过仿真对成像算法的有效性和性能进行了分析和验证。本文利用大量的仿真数据和实测数据,对星基双基地SAR相关技术进行了深入的分析和验证,证明了本文的研究成果的有效性。