本发明提出一种俯冲模型方位向非线性变标的合成孔径雷达（SAR）成像方法，首先对SAR的原始回波数据做距离向快速傅里叶变换（FFT）后进行距离走动校正；其次进行方位向FFT后进行距离补偿；再进行距离向快速傅里叶逆变换（IFFT）后进行三次相位补偿；然后进行方位向IFFT后，进行方位向非线性变标处理；最后再进行方位向FFT后，进行方位补偿，对方位补偿后的数据进行方位向IFFT，得到最终的SAR图像。本发明可实现较大斜视角的SAR成像，增大了方位向的聚焦深度，在俯冲模型下可实现较大方位聚焦深度下的高精度SAR成像。