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针对基于广义似然比检验（GLRT）的信号统计分辨界（SRL）分析存在计算较复杂、难以得到检测统计量解析表达式等问题，提出了一种基于Rao检测的SRL分析方法。分析了噪声方差已知和未知两种情形下的信号一维方位角SRL以及噪声方差已知时的信号二维方位角及俯仰角SRL，推导得到了Rao检测统计量以及对应SRL所需的最小信噪比（SNR），分析了检测性能、计算复杂度，并与GLRT方法进行了对比。仿真实验验证了Rao检测方法的有效性。