本发明提供了一种天基雷达空间运动目标检测和参数估计方法及系统，包括：步骤S1：对雷达回波进行预处理得到基带回波信号；步骤S2：基于多普勒模糊和多普勒失真信号的回波特性，构造相应的相位补偿函数，以同时消除基带回波信号中多普勒模糊和多普勒谱失真的影响；步骤S3：对消除多普勒模糊和多普勒失真的基带回波信号执行Keystone变换完成线性距离走动矫正；步骤S4：完成距离矫正后，构造加速度匹配滤波器组消除剩余的距离弯曲和多普勒扩展；步骤S5：完成距离走动和多普勒扩展矫正后，利用二维傅里叶变换完成最终相参积累结果。与传统的Keystone变换匹配滤波方法相比，所提出的修正Keystone变换匹配滤波方法方法可以在不降低信噪比的情况下实现对高机动目标的相干积分。