单脉冲前斜SAR系统通过雷达平台侧向机动使得SAR工作在前斜视模式下，进而实现目标跟踪，是解决复杂背景下对重要军事战略目标全天时、全天候精确跟踪问题的一种有效手段。单脉冲前斜SAR具有以下优点：一方面，采用二维高分辨SAR成像处理，有利于提高信杂比，并且获取的目标图像信息丰富，有利于提高复杂背景条件下的目标检测与识别能力；另一方面，采用SAR+单脉冲测角处理，不仅能够在距离、多普勒二维平面中分辨目标的各个散射点，大大降低测角闪烁误差；而且通过单脉冲处理对SAR图像的各个分辨单元进行方位与俯仰测角，可以获取目标的空间位置信息，有利于提高目标的定位和跟踪能力。本文主要针对单脉冲前斜SAR系统技术、角度信息提取方法、目标定位与跟踪方法等关键技术开展研究。论文主要工作及创新成果体现在以下几个方面：（1）研究了单脉冲前斜SAR系统技术。针对俯冲前斜SAR复杂的几何构型、分辨率非均匀的特点，对前斜SAR分辨特性进行了分析，提出了一种基于分辨椭圆的前斜SAR分辨率分析方法。基于广义模糊函数的定义，推导了斜平面上能够完备描述目标分辨特性的分辨椭圆；然后基于地距平面的成像特点，推导了地距分辨椭圆的解析表达式，获得了地距平面目标任意方向的分辨率，尤其可以得到目标沿最差方向和最优方向的分辨率；并在此基础上建立了描述系统分辨特性的误差敏感矩阵和误差敏感因子，提出了一种多参数联合约束的几何构型优化设计方法，与传统方法相比，能够反映系统分辨性能与系统参数、飞行航迹之间的约束关系，为系统几何构型优化设计提供了理论依据。（2）研究了单脉冲前斜SAR角度提取方法。针对单脉冲SAR测角中瞬时角度测量与SAR相干积累之间的矛盾，分析了角度测量误差与相干积累时间的关系，研究了SAR成像中的角度调制特性，建立了目标时变的角运动模型，提出一种基于最小全变差准则的单脉冲SAR角度估计方法，解决了单脉冲SAR时变角度测量的问题；接着分析了平台姿态扰动、SAR相干积累等引入的角度测量误差；然后针对单脉冲SAR图像中低信噪比目标测角误差大的问题，提出了一种基于SAR单脉冲角度测量和目标区域拓扑关系的多目标角度测量的方法，基于高信噪比的特显点目标，采用最小二乘准则在图像域中提取低信噪比目标的角误差，并通过实测数据进行了验证，可以实现SAR图像中任意像素点的跟踪，有效提高了单脉冲前斜SAR的目标跟踪精度。（3）研究了单脉冲SAR目标定位与跟踪技术。单脉冲SAR可以同时获取目标的距离、多普勒、俯仰角、方位角四维信息，由于这四维信息是分别独立获取的，对目标定位时存在信息冗余问题，提出了俯冲前斜SAR条件下的多维联合定位方法，通过建立四维信息的数学模型，提取目标的定位信息，并在此基础上引入了目标的一阶角运动参数，降低了俯冲条件下高度变化和测量误差对目标定位精度的影响；并针对二维成像与一维前视跟踪方法开展了研究，分析了跟踪末段邻近目标的混叠情况，并根据飞行轨迹对方位向分辨率的影响，研究了大前斜SAR二维像与前视跟踪阶段目标一维像之间的关系，提出了基于SAR目标幅度和单脉冲角度联合估计的目标跟踪方法，实现了末端前视目标的角度跟踪。