直视SAIL的基本原理是采用波前变换原理对目标投射2个同轴同心且偏振正交的光束并进行自差接收，这2个波前的合成相位差为抛物等位线分布。在沿运载平台运动正交的交轨方向上两光束的波前具有相同曲率并做相互反向的偏转，因此在快时间轴上产生目标交轨方向与目标点位置成正比的空间线性相位项调制，在运载平台运动的顺轨方向上两光束的波前具有符号相反的曲率半径，因此在慢时间轴上产生目标点顺轨向位置有关的空间二次项相位历程。最终通过傅里叶变换实现交轨向聚焦成像，通过共轭相位二次项匹配滤波实现顺轨向聚焦成像，这种成像处理算法与侧视SAIL相同。

直视SAIL的本质特点是空间线性相位项调制、空间二次项相位历程、照明光斑尺寸及其相关联的成像分辨率在设计和使用时都具有很大的控制和调整范围。直视SAIL具有如下优点：由于采用了同轴光束自差接收，大大降低了大气、运动平台、光雷达系统和散斑等相位变化和干扰的影响，不需要光学延时线，没有拍频初始相位同步的要求，并可使用低质量的光学系统。由于在发射机内采用了波前变换放大的设计而不是发射孔径自然衍射的原理，使得照明光斑可以很大而且抛物相位差可控。同时，由于采用自差探测使得接收口径可以很大，因此能够同时实现大的光学足趾、高的成像分辨率和较强的回波接收强度。由于采用直视观察，成像无阴影。虽然直视SAIL的基本原理与侧视SAIL不同，但是其成像采用与侧视SAIL相同的交轨向傅里叶变换和顺轨向相位二次项匹配滤波的算法。直视SAIL适合于对地观察应用，逆SAIL的形式也特别适用于空间活动小目标的探察。(www.daowen.com)