本发明公开了基于非正交非线性坐标系输出的中轨星载SAR成像方法,包括:接收中轨星载SAR发出的回波信号;对回波信号在距离向进行傅里叶变换,得到距离频域的信号;将距离频域的信号转换为非正交非线性坐标系下的、方位空变最小化的信号;利用距离非线性频调变标算法,对方位空变最小化的信号进行两维耦合解耦处理,得到距离徙动校正后的信号;对距离徙动校正后的信号进行方位匹配滤波,得到方位向压缩的信号;对方位向压缩的信号进行多普勒重采样,得到方位向处理后的信号;将方位向处理后的信号变换到方位时域,得到粗成像的信号;对粗成像的信号进行几何形变校正,得到成像信号。本发明可以提升中轨星载SAR的成像效率。