本发明公开了基于状态空间处理的动目标四维成像方法，属于雷达信号处理领域；具体为：首先、脉冲雷达对包含K个散射中心的运动目标发射线性调频脉冲LFM信号；每个散射中心将各自的宽带回波信号反馈给脉冲雷达，得到基带回波信号，并预处理后得到接收回波信号；然后，利用接收回波数据构建多维Hankel矩阵，得到角度‑速度‑距离4维联合采样矩阵；最后，采用状态空间平衡法对角度‑速度‑距离4维联合采样矩阵进行SVD分解，获得角度估计算子Qx、Qy、多普勒估计算子Fd和距离估计算子Rr，完成四维成像；本发明提高了目标位置及运动参数的估计精度。