星载合成孔径雷达(SAR)对地观测系统的整个信号流程中存在许多误差源，其中，天线方向图的不确定性是主要误差源之一。天线方向图在轨测量是星载SAR定标技术的关键部分。 论文首先对当前国际上几种星载SAR天线方向图在轨测试方法，包括反射器测量方法，均匀分布目标测量方法，地面接收机测量方法，地面发射机测量方法和外部特性因子测量方法，进行了分析研究。简要介绍了各方法的测试原理，并从测试功能，测试精度，技术成熟程度及成本等角度对各方法进行了总结比较。在此基础上，深入研究了利用多个地面发射机同时测量SAR接收天线二维方向图的测量技术。根据卫星在轨运行规律建立了星地几何关系模型并进一步推导了仿真测量中关键参数计算的具体算法，建立了发射机方法在轨测量天线方向图的计算机仿真系统。 发射机方法在轨测量雷达接收天线方向图的关键在于对雷达接收机记录的不同地面发射机发射信号的分离，为此，本文研究了频率分离和编码分离两种数据分离处理技术，推导了其中的关键算法，并通过理论分析和计算机仿真两种手段研究了卫星轨道、姿态，地面发射机数量，发射功率稳定性，雷达接收机量化噪声，雷达接收机系统幅相误差、地物背景反射信号及数据分离处理算法中频率偏移、多普勒参数估计误差等对天线方向图测量精度的影响，比较了两种数据分离处理方法的性能。