本发明公开了一种联合多方位角调频率估计的星载SAR三维成像方法，包括：将全孔径数据分割成子孔径序列；对子孔径序列进行二维成像；从子孔径图像中选取参考子孔径，将参考子孔径进行分块并统计各块内的像素幅值，提取强散射点；以强散射点为中心，从每个子孔径中取若干图像块，对每个图像块进行升采样配准，计算相邻子孔径同一强散射点所在图像块的偏移量；根据偏移量采用预设高程误差估计函数计算相邻子孔径的高程误差，根据高程误差修正强散射点的高程值并确定其三维坐标；获取不同方位角下三维坐标并融合得到最终三维成像。本发明方法利用预设高程误差估计函数估计高程误差，提高了高程估计的精度，且利用多角度进行成像，提高了成像的分辨率。
