逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,简称ISAR)能够全天候、全天时对非合作目标进行高分辨率成像,在军用和民用领域发挥着非常重要的作用。随着海军装备发展需求的日趋增加,舰船类目标的雷达成像相关技术再次成为研究热点。本文主要研究ISAR对舰船成像相关技术,着重探讨舰船三维运动的检测方法、舰船三维转动矢量的估计、超分辨成像方法以及干涉ISAR(Interferometric ISAR,简称InISAR)三维成像方法。首先简要介绍ISAR成像原理和运动补偿原理,分析二维和三维ISAR成像以及舰船成像的国内外研究情况,给出论文的研究背景以及主要研究内容。然后研究舰船三维运动的检测方法。利用主成分分析(Principal Component Analysis,简称PCA)法处理雷达回波数据,根据选出的主成分的个数检测三维转动,选择三维转动程度较低的时间间隔进行成像,使传统运动补偿算法仍然可以适用。实验数据验证了该方法的正确性。论文研究舰船三维转动矢量的估计方法。由于目标的非合作性,转动矢量估计是ISAR技术中的一个难点。利用奇异值分解(Singular Value Decomposition,简称SVD)法进行船体中心线斜率估计,并利用船体上一些特殊位置散射点的多普勒频率变化,估计得到舰船的三维转动矢量。通过选择合适的时间段,利用垂直和水平转动分量分别获得舰船定标后的俯视图和侧视图。实验数据验证了算法的有效性。在上述研究基础上,论文开展超分辨成像方法研究,给出基于幅度和相位估计(Amplitude and Phase Estimation,简称APES)的舰船成像方法,根据回波数据构造自适应滤波器对目标散射点进行重建。仿真和实测ISAR数据成像结果验证了基于APES的ISAR超分辨成像算法的有效性。与传统距离-多普勒算法(Range Doppler,简称RD)相比,该方法重建的散射点幅度更为精确,副瓣更低,图像对比度和图像信噪比增加,整体成像效果更佳。进一步研究了舰船三维成像方法。给出正视情况下三维成像的基本原理及具体实现步骤。进一步研究斜视情况下的三维成像方法,针对斜视角引入的目标纵向坐标估计误差和图像失真,给出斜视迭代和失真校正的方法。仿真实验验证了这两种情况下三维成像的有效性。论文最后为结束语,对论文的工作进行了总结,并指出仍需研究和解决的问题。