随着经济的发展和科技的进步，人们的生产生活中对于石油的需求量与日俱增，全球海上石油勘探与运输事业蓬勃发展。与此同时，石油及其炼制品在开发贮运过程中泄入海洋而造成的溢油事故，已成为一种世界性的严重海洋污染。高频地波雷达利用垂直极化的高频电磁波沿海面绕射传播时能量衰减小的特点，实现超视距目标探测，是海面低速运动目标探测和海洋动力过程遥测的一种重要手段。本论文就是以运动平台下的舰载高频地波雷达为传感器，探讨一种针对海洋溢油污染漂流带的监测方法。本文首先简要分析了高频地波雷达的信号处理过程以及目标回波信息提取方法，这也是高频地波雷达海态遥感的理论基础。由于海杂波环境是利用舰载高频地波雷达进行溢油污染带监测的应用背景，所以本文接下来探讨了一阶海杂波产生及作用机理，按照从一般到特殊的顺序，先分析了静止平台下的海杂波机理，后对运动平台下的海杂波谱展宽现象加以单独讨论。在此理论分析的基础上，对一阶海杂波进行了仿真并针对雷达载频高低、有无洋流存在、平台是否运动这几种不同的情况分别给出了仿真结果。然后本文从Barrick建立的高频地波雷达海回波一阶、二阶散射截面积方程入手，探讨了海流径向速度、海面风速风向、海浪高度等海态参数的提取方法并在此基础上给出了高频地波雷达海态参数的提取流程图。由于本文是通过溢油污染带的速度指标实现对其的探测与跟踪，而油膜漂流速度取决于海面风速和海流流速，所以对这两个重要的参数获取进行了细致的分析，然后根据海面溢油的漂流和扩散特点，建立了溢油过程的动态模型。为达到发现污染带并进一步估算其面积的目的，本文中的溢油监测主要包括溢油污染带检测和溢油污染带边界提取两部分。最后一章中，本文在一阶海杂波环境的背景下，分别对各种情况下海面油污回波谱进行了仿真并据此分析说明了溢油监测结果：当在雷达波束探测范围内特定距离处仅存在海浪回波或油膜回波的情况下，可通过回波谱特点判断是否有溢油事故发生；而当在雷达波束探测范围内特定距离处同时存在海浪回波和油膜回波时，能否通过回波谱提取溢油污染带边界信息，取决于海面洋流和雷达平台的运动速度的高低。如果洋流和雷达平台运动速度较低，可以提取污染带边界信息并进一步估算污染面积。