在通讯、气象、测距和导航等各方面,雷达都发挥着至关重要的作用。随着雷达在军用民用两个领域的深入应用,雷达的设计和开发引起了世界各国的广泛关注。尤其是在海洋背景中,雷达的检测功能会受海洋表面持续的波动特性的影响,背景中雷达杂波的存在严重影响目标检测的性能,引起大量虚警。本文研究和总结了海杂波的各类统计模型,提出了利用求和自回归移动平均-广义自回归条件异方差(ARIMA-GARCH)模型的海杂波建模方法,并将该数学模型应用于海杂波背景下的目标检测,实现了ARIMA-GARCH模型在海杂波目标检测领域的首次应用。在合成孔径雷达(SAR)图像中,目标运动主要表现为距离向扩散和方位向散焦,并且当目标在距离向上存在速度分量时,会导致其距离多普勒图像出现方位向偏移。到目前为止,合成孔径雷达地面动目标指示技术(SAR-GMTI)课题的研究多集中在杂波抑制方面,杂波抑制常用的方法是采用多通道,这是由于多通道可以为目标探测提供更多的自由度。近年来,由于计算机技术的飞速发展,研究者们逐渐开始把目光投向在单通道SAR-GMTI技术,这是因为单通道可以克服上述多通道间的相关性问题。本文在单通道SAR图像的基础上,提出了三种GMTI方法,用实测数据验证了其可行性和有效性,并给出了三种GMTI方法的性能分析和比较。本文重点研究了海杂波的建模理论及应用和在SAR图像中基于距离多普勒的地面动目标指示(GMTI)技术。本文的主要工作如下:1)整理了目前已被提出的六种常用杂波统计特性的模型和统计分析方法,对实测回波数据的海尖峰特性做了一定的研究工作,并分析了海尖峰的形成原因。雷达杂波常用的概率统计分布函数有高斯(Gaussian)分布,莱斯(Rice)分布,瑞利(Rayleigh)分布,对数正态(Log-Normal)分布,韦布尔(Weibull)分布和K分布等。2)对服从Log-Normal分布的实测海杂波进行了统计描述,并给出了服从Log-Normal分布的海杂波的ARIMA-GARCH模型建模结果;最后对实测海杂波数据进行分析,给出了实测数据的预处理、杂波特性分析与建模及其拟合优度检验的的步骤和结果,展示了本章建模方法在目标检测方面的探测结果,最后通过对实测数据的分析结论与前文的理论数据的相互结合,实现了将海杂波建模技术在目标检测领域的有效应用。3)提出了三种基于SAR图像的动目标检测方法,平均相关系数法,多普勒谱差法和多普勒中心估计法。用实测雷达图像数据验证了本文提出的三种方法的探测有效性并展示了探测效果,文章最后给出的三种探测方法的检测结果证明了本文方法的可行性与有效性。