本发明提出了一种基于平滑吕变换的空间目标三维成像方法，用于解决现有技术中存在的成像结果依赖散射点关联的问题以及需要多个天线构成干涉式雷达的问题，实现步骤为：获取空间目标回波的时频矩向量；构建成像信号矩阵；获取成像信号矩阵的插值后RD像；对成像信号矩阵进行平滑吕变换；获取空间目标三维成像结果。本发明无需多个天线，且不需要关联散射点，得到空间目标准确的三维像结果。