本发明公开了一种颠簸平台SAR三维运动误差估计方法,本发明针对的雷达平台为颠簸平台,对颠簸平台的三维运动误差造成的成像散焦问题,通过在未经运动误差补偿的原始图像中依据图像对比度筛选出多个强散射区域,并估计出各强散射区域的局部相位误差,再利用总体最小二乘法对三维运动误差进行粗估计,最后通过高斯牛顿迭代得到精确的三维运动误差。在颠簸平台SAR成像中,采用本方法可以实现误差的空变补偿,进而改善颠簸平台SAR成像质量。