空间谱估计是阵列信号处理技术的主要研究热点之一，其主要是通过空间中按某种规则分布的多个传感器阵列元素所构成的处理系统，来同时接收外界信源所发出的信号，从而提取出所需要的信号参数，进而实现信源准确定位的目的。一般最主要的参数估计是：空域参数（发射角DOD、接收角DOA）、信源的二维角度（仰角θ和方向角φ）。本文的主要研究成果概括如下：　　针对高速移动环境下阵元数较少且体积受限的移动目标，由于移动目标的空域参数估计精度受高速移动环境中多普勒频移的影响。针对这一问题，本文运用虚拟MIMO阵列信号产生方法结合前后向空间平滑技术FBSS与MUSIC算法提出了一种改进的DOA估计方法。首先，建立了高速移动环境下的虚拟MIMO阵列系统模型；其次，根据系统模型以及多普勒频移这一特性推导出接收端的信号表达式，然后信号经过匹配滤波器进行处理（混频、滤波、采样等）；最后采用FBSS技术对处理后的接收信号进行去相关，再结合改进后的MUSIC算法对移动信源进行DOD/DOA估计。理论分析与仿真结果表明，当虚拟阵元间距为半波长时，运用所提出的算法不仅比MIMO-MUSIC算法能更加准确地估计DOD/DOA，而且可以分辨相距很近甚至达到1°的信号源。　　在实际应用中信源一般处在三维立体环境中，用一维参数不能很好地估计信源位置，故需要用二维波达角来精确定位目标信源。因此，本文在高速移动环境下，基于均匀面阵的阵列模型运用Unitary-ESPRIT算法来估计移动信源的二维角度。结合N×M均匀面阵系统模型分析了高速移动信源的发射信号经信道衰落之后到达接收端的信号。最后分别运用2D-Unitary ESPRIT算法和2D-MUSIC算法来估计目标的二维角度，并对这两种算法进行了分析与比较。仿真实验表明，这两种算法对于高速移动的信源具有精确的估计性能。2D-Unitary ESPRIT算法相比2D-MUSIC算法的谱峰搜索，大大降低了运算复杂度。　　本文主要研究的是高速移动信源的定位问题（ DOD/DOA、仰角与方位角），研究成果有助于为后续高速移动场景下的信源精确定位提供依据和参考，同时在实际工程应用中有助于对阵元数受限的移动信源提高定位精度。