逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)的概念自被提出以来,就以其全天时、全天候、远作用距离和高分辨率等优势,在空间目标探测、防空反导和民航管制等军事和民用领域得到了广泛的关注和应用。干涉逆合成孔径雷达(Interferometric Inverse Synthetic Aperture Radar,InISAR)通过将ISAR成像与干涉技术相结合,能实现对非合作目标的三维成像。与二维ISAR成像结果相比,InISAR成像获取到的目标特征信息更为完整和丰富,能直接反映目标的三维结构与尺寸,且受目标运动和姿态变化的影响较小,有利于对目标更准确的识别,对提升ISAR的目标特征提取能力具有重要的意义。因此,本文针对InISAR成像中的图像配准和斜视三维成像等关键问题展开研究,提出了基于残余平动分量补偿的图像配准方法和基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法的斜视InISAR图像配准与三维成像方法。本论文的主要工作如下:1、研究了ISAR成像与InISAR三维成像基本原理。基于ISAR成像回波信号模型,本文对匹配滤波和Dechirp两种距离压缩方式进行了介绍和推导,详细讨论了平动补偿的物理意义和常用的平动补偿方法。接着,基于“L”型三天线InISAR成像系统,构建干涉回波信号模型,对干涉相位与目标散射点坐标间的关系进行详细推导,并总结了InISAR三维成像流程。2、研究了正视情况下InISAR三维成像的图像配准方法。首先,针对同一基线上不同ISAR图像存在失配的问题,本文基于目标三维角运动模型,对图像失配的原因及其对干涉成像的影响进行了深入分析,推导出图像失配量的解析表达式。然后,深入讨论了两种传统图像配准算法的适用范围和不足之处,在此基础上,提出了一种基于残余平动分量补偿的图像配准方法。该方法分析了以中心天线回波为基准进行统一平动补偿所造成的平动分量残留问题及其对图像失配的影响。接着,详细推导了残余平动分量的解析式,构造平动分量补偿因子对辅助接收天线回波进行补偿,实现了不同ISAR图像的精确配准。最后,通过仿真实验结果验证了所提算法的有效性。3、研究了斜视情况下InISAR图像配准与三维成像方法。针对斜视场景下干涉相位容易模糊,以及雷达测角误差增大导致传统图像配准方法难以适用的问题,本文提出一种基于粒子群优化的图像配准方法。由于干涉天线位置分布不同,不同天线回波存在波程差异,所提方法通过推导波程差的变化量与目标角速度的关系,将图像配准问题转换为目标角参数估计的无约束优化问题,以两幅ISAR图像的相关度为目标函数,利用PSO算法得到角速度最优估计值,构造相位补偿因子对回波进行补偿,实现ISAR图像的精确配准。然后,针对斜视引起的附加相位导致三维图像发生扭曲和偏转等问题,本文深入分析了斜视附加相位产生的原因及其对三维成像的影响,提出一种斜视附加相位补偿方法,通过构造斜视附加相位补偿因子,对干涉相位进行校正,解算出目标沿基线方向的真实坐标,再利用雷达坐标系与雷达视线坐标系的旋转矩阵,对目标纵坐标进行尺度校正,从而重构出目标准确的三维结构。最后,通过仿真实验结果验证了所提算法的有效性。