合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)是一种高效准确的遥感成像系统,在军用和民用领域都获得了极为广泛的应用。基于机载系统的SAR平台灵活性高,利用线性调频信号回波脉冲压缩获取距离向高分辨率,通过合成孔径技术获得方位向高分辨率,从而得到两维高分辨率测绘图像。近年来,机载SAR回波信号处理流程日益完善,众多高精度或者高效率的成像算法层出不穷。其中,基于时间域成像处理的后向投影算法能够实现任意已知航迹下回波的高精度聚焦,在机载SAR数据处理中得到了广泛的应用。然而,传统SAR系统采用线性调频信号实现距离向高分辨率,使得重建点目标响应函数旁瓣较高,仅利用匹配处理无法分辨间隔较小的点目标。此外,机载SAR数据采集过程中,受大气传播或者自身抖动的影响,会不可避免的存在航迹偏移,并导致重建图像出现散焦。后向投影算法重建图像中,运动相位误差导致的散焦沿目标到孔径中心的视线方向存在,传统的自聚焦运动补偿算法失效。为此,本文主要对SAR后向投影成像的旁瓣抑制技术和重建图像的运动补偿算法进行研究,主要的工作内容如下:首先介绍了后向投影算法基本原理和关键步骤,指出算法中存在的优势和缺陷。针对后向投影算法运算量较大的问题,引出快速分解后向投影算法。对于快速分解后向投影算法,从子孔径的划分、采样要求、距离误差以及运算量分析这几个方面进行讨论,最终得到全分辨率的SAR图像。为解决线性调频信号副瓣较高的问题,采用非线性调频信号进行测绘成像处理。主要介绍了非线性调频信号近似合成以及脉冲压缩处理方法的具体过程。以相位驻留原理为理论指导来近似合成非线性调频信号,选择经过匹配滤波的方式进行脉冲压缩处理步骤。最后通过稀疏正则化自聚焦算法进行成像。为了对存在的相位误差做出更加准确的估计和补偿,介绍了现有的相位梯度自聚焦算法、秩一相位误差估计、秩一相位误差估计改进算法以及稀疏驱动自聚焦算法。比较了几种算法的优缺点,提出了基于反投影成像的稀疏成像自聚焦算法。将相位误差估计改进算法和稀疏正则化自聚焦算法相结合,对算法步骤进行仿真实验,实验结果表明目标成像准确性得到进一步提高。