现代战争中，雷达对低空、超低空目标的探测与跟踪已成为至关重要的环节。在低空领域，强烈的海杂波导致回波信号信杂比降低，许多测角技术在低信杂比下难以准确估计出目标角度。同时，雷达除了接收目标的直射信号外，还会接收到地海面产生的反射信号，形成多径效应。直射信号与反射信号是相干信号，且两个信源的波达方向角度差往往小于阵列的半功率波束宽度，这就要求低仰角估计算法既能分辨相干信号又具有较高的角度分辨能力。本文主要针对相控阵雷达在多径环境下对低空目标仰角估计问题开展研究，首先介绍了多径效应几何模型下各参数之间的关系和多径回波信号构成，然后对低仰角测量方法进行了研究，主要包括广义多重信号分类（Multiple SignalClassification, MUSIC）算法，最大似然角度估计算法和基于矩阵束仰角测量方法，提出了一种基于酉变换的实数域广义MUSIC算法，既保证了测量精度又降低了传统广义MUSIC算法的运算量。同时，进一步分析了多频条件下的最大似然算法，充分利用多频信号信息提高测角精度。最后针对米波雷达，提出了一种利用先验信息获得复合导向矢量，再通过压缩感知进行角度测量的方法，该方法能够增强信息矢量稀疏性，在较低信噪比下可获得高分辨的角度估计性能。仿真实验证明了该方法的优越性。