双基地MIMO雷达能够充分利用发射阵列和接收阵列的阵列孔径扩展能力来实现良好的目标参数估计性能,国内外众学者对双基地MIMO雷达进行了深入广泛的研究。针对当前双基地MIMO雷达角度参数估计中面临的短板,本文提出一系列新的方法来实现双基地MIMO雷达中高精度的角度参数估计。本文详细的研究内容和创新点如下:首先,研究了稀疏恢复求解算法在双基地MIMO雷达角度参数估计中的应用。针对常规子空间类算法在小快拍和低信噪比背景下角度参数估计存在的不足,本文提出稀疏恢复求解算法。所提出的稀疏恢复求解算法能够实现高斯白噪声和协方差矩阵剩余残差的抑制,同时通过合适的正则化参数选择能够确保角度参数估计中解的良好稀疏性。其次,研究了相关分布源背景下双基地MIMO雷达的角度参数估计问题。为了实现非理想点源目标模型约束下的联合DOD和DOA角度参数估计,通过阵列设计使发射阵列和接收阵列均包含具有微小平移的两个子阵列。所设计的新型阵列结构能够有效的实现相关分布源中心DOD和中心DOA的求解。同时,针对多个相关分布源具有相同的DOD或DOA的角度模糊问题,所提算法仍然能够有效的实现相关分布源中心DOD和中心DOA的求解。再者,研究了互质阵列背景下双基地MIMO雷达的角度参数估计问题。相比于常规的半波长均匀发射阵列和接收阵列,所设计的稀疏互质发射和接收阵列能够实现阵列孔径的扩展。同时,通过对入射信号非圆特性的利用能够进一步的促进阵列孔径的提升。并且,通过利用高阶奇异值分解算法能够有效的实现双基地MIMO雷达中高精度的角度参数估计。最后,研究了电磁矢量传感器（electromagnetic vector sensors,EMVS）背景下双基地MIMO雷达中的角度参数和极化参数估计问题。相比于常规标量阵列背景下的双基地MIMO雷达系统,电磁矢量传感器阵列不仅能够提供目标的角度信息,同时能够提供目标的极化信息。为了提升双基地EMVS-MIMO雷达中发射四维参数和接收四维参数的高精度参数估计,本文设计了两种新型的稀疏阵列作为双基地EMVS-MIMO雷达的发射阵列和接收阵列。通过把原始阵列结构进行稀疏拉伸处理,高精度的角度参数可以经过两次精估计或精粗估计的结合来实现。并且,通过利用平行因子算法能够有效的避免2D-DOD和2D-DOA的角度参数配对过程。进一步的,从实际应用的角度出发,针对短电偶极子（L/λ＜0.1）和小磁环（2πR/λ＜0.1）在双基地EMVS-MIMO雷达中辐射效率不足的问题,本文研究了长电偶极子和大磁圆环背景下新型双基地EMVS-MIMO雷达中的角度参数和极化参数估计问题。所提出的盲估计算法在不需要电偶极子长度L/λ和磁环周长2πR/λ的先验信息的情况下估计得到的发射四维参数和接收四维参数满足自动参数配对特性。通过对长电偶极子和大磁圆环组成的新型电磁矢量传感器的研究可以发现,在实际应用中并不是电偶极子的长度和磁环的周长越大越好。在对电磁矢量传感器进行设计时,既要考虑辐射效率也要考虑角度参数的估计精度。因此,本文对于长电偶极子和大磁圆环背景下双基地MIMO雷达所做的工作能够为下一步的工程应用提供相应的指导。