国内对飞机目标的ISAR成像已有较深入的研究，水面舰船成像在国防上同样具有重要意义，但国内对此的研究尚处于起步阶段。由于舰船航行、海水波动及海面的影响，舰船的姿态变化较飞机更为复杂，同时多径效应不可忽视。本文从回波模型、成像算法、多径效应、舰船运动估计等方面对舰船成像展开研究。文中首先介绍了国内外雷达成像的研究现状，讨论了ISAR成像的基本原理，对于ISAR成像中的一些基本问题进行了分析。针对海上舰船的运动特点，文中通过理论分析得出了回波模型，实现了航行中三维转动舰船的回波仿真。研究了三维转动单独及同时存在时的回波特性，给出了相应的成像仿真。低海情时舰船三维转动很小，对回波进行抽取后通过R-D算法即可得到目标像。高海情时，舰船三维转动明显，散射点的多普勒频率具有时变性，需要进行瞬时成像。瞬时成像算法大致分为两类，第一类是基于时频分析的瞬时成像算法，文中选取了几种有代表性的线性及双线性分布，给出了相应的瞬时成像结果。针对它们存在的时频集聚性与交叉项抑制能力之间的矛盾，提出了两种新的瞬时成像算法：一种基于S-Method的ISAR瞬时成像算法和一种基于时频域滤波的ISAR瞬时成像算法。第二类是基于参数估计的瞬时成像算法，文中采用自适应Chirplet分解并结合逐次消去法来依次估计各分量的初始频率、调频率、中心时刻、信号宽度等参数，实现了信号的瞬时频率估计和舰船瞬时成像。多径效应是影响岸基ISAR成像的一个重要问题。文中从理论上分析了其产生机理及回波模型，并结合实际数据进行分析，给出了存在多径效应时的“初像-分离-二次成像”的处理方法。针对舰船运动的复杂性，文中还研究了基于回波的舰船目标运动估计。提出首先对回波由R-D算法得到目标初像序列，然后通过图像处理及特征提取来实现对舰船运动的估计，根据估计结果来对回波数据段进行优化选取，并给出了仿真实验结果。