逆合成孔径雷达可应用于对空间非合作目标进行成像。本文对一种典型的微动目标,空间高速旋转目标展开研究。通过雷达回波建模分析,主要解决复杂条件时目标高速运动补偿、单目标成像和群目标成像问题。针对空间高速旋转运动特点,对其进行几何建模,推导高速运动情形下的“一阶近似”回波形式与成像时的“走—停”回波形式。根据回波形式分析了运动补偿与高分辨成像时所需解决的关键问题:高速平动时的脉内走动无法忽略,回波存在大范围走动和距离像的移动、展宽;高速旋转引起微多普勒效应使回波分布在多个距离门内,传统方法无法成像。同时给出仿真结果进行验证。目标在空间处于高速平动状态,本文主要利用参数估计方法估计径向运动速度,构造补偿信号使一次解线性调频后的回波变化实时解线性调频回波,实现运动补偿。针对目标在高速平动的同时存在高速旋转的运动特征,分别以单散射点运动补偿、微多普勒补偿后的距离门内回波能量和目标运动补偿后距离门内自相关峰值,两个方面作为参数估计准确程度的判断依据,并针对算法运算量的问题,利用智能算法进行优化。仿真实验验证了算法的有效性并与传统运动补偿算法进行对比。目标整体具有高速旋转的运动状态,使用常规的距离多普勒算法时无法得到聚焦良好成像效果。高速旋转是一种典型的微动形式,本文分析高速旋转引起的微多普勒的特征,介绍了能量匹配滤波器组成像算法,针对算法运算量较大的问题,提出了越距徙动校正法,实现散射点空间坐标的估计,算法参数维度与匹配滤波器组一致,但运算量较小。最后结合越距徙动校正法原理和粒子群方法提出改进成像方法,实现对空间坐标的快速参数估计。仿真实验验证了算法在复杂情况下的可行性。空间高速旋转群目标也是重要的研究对象,本文利用粒子群方法优化的匹配滤波器组法和越距单元校正法进行群目标成像、分离。推导了群目标情况下回波与空间运动参数、空间目标位置之间的关系,利用算法提取特定旋转角速度下目标回波信号分量。利用质心位置差异进一步分离目标。仿真实验验证了复杂条件下算法有效性。