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针对传统的矢量水听器阵数据处理方法将水听器的输出用一复值的长矢量来表示,没有充分利用矢量水听器各振速通道的正交关系,提出了用双四元数对矢量水听器的输出数据建模,既保留了矢量水听器各通道间的正交性,又增强了对相关噪声的抑制能力。在此基础上,推导了波束域的双四元数方位估计算法,减少了算法的运算量,提高了算法在低信噪比下的分辨能力。通过仿真实验证明了算法的有效性。