合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)是一种主动式的微波遥感成像雷达,具有全天候、全天时、高分辨率和高精度的特点,在地形测绘、资源勘探、灾害监测、军事侦察等众多领域有着广泛的应用。SAR影像模拟是依据SAR影像定位模型,利用DEM数据生成与真实SAR影像具有相似几何与辐射特征的模拟图像的技术。SAR影像模拟在SAR系统设计、SAR影像几何校正、干涉SAR处理、SAR影像解译以及目标检测与识别等方面发挥着重要作用。尤其是在正射校正应用方面,与传统的地理编码校正方法相比,SAR影像模拟技术仅需要SAR成像参数和DEM数据,无需控制点即可获得较高的正射校正精度,具有数据需要量小、校正精度高等优势。随着星载SAR应用领域的不断扩展,对SAR影像模拟技术的需求势必日益迫切。鉴于此,本文在深入研究SAR成像机制和距离—多普勒(Range-Doppler, R-D)定位模型的基础上,提出了一种基于RD-Muhleman模型的SAR影像模拟方法。该方法首先利用RD模型建立DEM坐标系与SAR斜距坐标系的映射关系,并结合Muhleman模型计算灰度值,实现了SAR影像的高仿真模拟。该方法在SAR影像模拟过程中的DEM旋转、模拟影像分辨率的确定等方面进行了改进与优化。为了对所提出SAR影像模拟方法进行实际验证,本文进行了不同研究区域、不同传感器、不同波段的SAR影像模拟实验。实验结果表明,所生成的模拟SAR影像逼真地反映了SAR成像所独有的透视收缩、叠掩、阴影等基本特征,在形态和纹理上与真实SAR影像高度相似,这充分证明了所提出方法的可行性和普适性。在此基础上,本文进一步开展了基于模拟SAR影像对真实SAR影像正射校正的应用研究。结果显示,星载SAR影像中的透视收缩、叠掩等几何畸变都得到了明显消除,正射校正影像与地形晕渲图高度吻合,达到了较好的地形纠正效果。最后,本文用正射校正影像与晕渲图上同名点的坐标差对SAR影像的校正精度进行了评价。