毫米波SAR（Synthetic Aperture Radar）体积小,质量轻,适合无人机等小型灵活平台。但是无人机等平台运行不稳定,容易产生复杂的运动轨迹和较大的运动误差,对成像产生不利的影响。同时,随着对目标的检测、识别和认知能力的提高,为了获得更细节、更丰富的目标散射信息,对SAR成像分辨率提出了更高的要求。长合成孔径是实现SAR方位向高分辨率的基础,但是长合成孔径会导致严重的空变相位误差和运动误差积累。在同等分辨率下,毫米波SAR的波长较短,天线孔径更小,运动误差的影响更加突出,会严重影响成像的质量。如何抑制严重的空变误差的对成像质量的影响是高分辨率成像的难点。本论文针对高精度运动补偿问题,其主要内容和贡献点包括以下几个方面:针对长合成孔径带来的空变相位误差,综合考虑平台空间运动轨迹的任意性进行了成像运动误差几何建模和信号建模,进一步分析了不同运动误差对成像质量的影响,给出了典型成像参数下的运动补偿精度要求;在此基础上,深入研究了时域成像运动误差补偿方法,给出了相应的处理流程,通过补偿运动误差引起的非线性相位实现高精度聚焦成像,并通过点目标仿真实验验证了运动误差对成像质量的影响,以及本文处理流程的正确性和有效性。针对平台偏离理想航迹带来的运动误差问题,结合实际平台的运动轨迹数据分析了雷达平台非理想运动轨迹对成像质量的影响,分析了不同轨迹估计方法对运动轨迹重建精度的影响;在此基础上,提出了基于移动最小二乘的运动补偿方法,通过移动最小二乘降低了平台运动轨迹高次误差对成像聚焦相位精度的影响,避免了常规平滑处理引起运动轨迹估计精度下降的问题,并通过仿真和实测数据处理验证了本文方法的有效性和正确性。针对高分辨率成像的残余相位误差估计问题,研究了高分辨率自聚焦运动精补偿方法,提出了一种改进的最大范数运动补偿方法,通过改进最大范数运动补偿方法补偿多个特显点的初始相位中的随机相位,在此基础上,综合多个特显点估计残余相位误差并进行运动补偿,增强了多特显点联合确定运动误差的稳定性和适应性,大幅度提升了残余相位误差的估计精度,点目标仿真实验和实测数据处理证实了本方法的有效性。