随着技术的发展和社会的进步，无论民用生产活动还是军事应用都对目标三维信息的获取提出了需求。准确且高效地获取观测对象的三维信息在军事侦察、防灾减灾救灾、地形测绘、城市监控、架设桥梁、高精地图构建及自动驾驶等方面具有重要价值。阵列干涉合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）是传统单基线干涉SAR技术的扩展，通过在交轨向布设多个天线形成阵列天线，利用阵列信号处理等手段获得高度维的分辨能力，结合方位向合成孔径和距离向脉冲压缩技术，具有单航过对观测场景进行三维成像的能力，因此在上述应用中具有巨大的应用潜力。然而，阵列干涉SAR系统误差的存在将会严重影响三维成像性能，因此必须对阵列干涉SAR系统参数进行定标。

本文基于中国科学院电子学研究所自主研制的机载阵列干涉SAR系统，对阵列干涉SAR系统误差建模与分析、单参数定标方法、多参数联合定标方法等关键技术进行研究，提出了一套完整的机载阵列干涉SAR系统定标处理流程，对保证阵列干涉SAR的三维成像性能和促进阵列干涉SAR的发展具有重要意义。本文的主要贡献如下：

（1）阵列干涉SAR系统误差建模及对成像的影响分析

针对阵列干涉SAR系统误差建模及误差对成像的影响进行分析。本文建立了存在系统误差时的信号模型，对误差的特性进行了分析；通过理论推导和仿真分析得到了误差对阵列干涉SAR高度维成像的具体影响规律；研究了阵列干涉SAR系统误差对高度维超分辨性能的影响，总结出超分辨因子与定标精度要求之间的关系，为阵列干涉SAR系统定标精度要求的确定、雷达系统设计等提供理论参考。

（2）阵列干涉SAR系统幅相一致性和相位中心位置单参数定标方法

针对阵列干涉SAR系统多通道间幅相一致性和相位中心位置参数分别进行了定标方法研究。针对阵列干涉SAR系统多通道间幅相一致性定标问题，提出一种基于导向矢量估计的方法，该方法仅利用二维SAR图像中的单个点目标数据，即可便捷高效地实现阵列干涉SAR系统幅相一致性定标；针对阵列干涉SAR系统相位中心位置定标问题，提出一种基于子空间正交的相位中心位置定标方法。上述两种方法都基于多通道二维SAR图像，有利于SAR图像用户从图像域进行定标。这两种方法对定标点数目的要求较低，在定标点数目少的情况下具有独特的优势。此外，两种方法的信号模型中都采用Fresnel近似而非测向应用中常用的远场假设，这对机载阵列干涉SAR工作在较低飞行高度时信号模型准确性的提高非常有意义，并且有助于提高定标精度。

（3）阵列干涉SAR系统多参数联合定标方法

当定标点数目足够的情况下，如何进一步提高定标精度是一个值得研究的问题。而且，当同时存在相位中心位置误差和多通道间幅相不一致时，如何从耦合相位中同时估计出相位中心位置和通道本身的相位也是一个需要解决的难题。本论文针对上述问题，基于最大似然思想，综合利用特征值分解、阻尼牛顿迭代和最小二乘等方法提出了一种阵列干涉SAR系统联合定标方法。该方法可以同时对多通道幅相一致性和相位中心位置进行标定，为阵列干涉SAR系统提供准确可靠的系统参数，以在高分辨率对地观测等应用中充分发挥阵列干涉SAR系统的优势和潜力。

（4）实际机载阵列干涉SAR系统定标处理流程

本论文基于上述研究成果，提出了一套完整的机载阵列干涉SAR系统定标处理流程，其有效性和可行性在对中科院电子所研制的实际机载阵列干涉SAR系统飞行实验中得到了验证，可以为后续的阵列干涉SAR系统定标工作提供理论支撑和操作参考，对星载/机载多基线层析SAR（SAR Tomography, TomoSAR）定标也具有一定的参考价值。

关键词：阵列干涉SAR，定标，幅相一致性，相位中心位置，联合定标