在路面厚度检测的问题上，传统方法是利用钻孔取芯等有损方法来测定，精度低，速度慢。近些年来，国内外开始广泛采用探地雷达来测定路面厚度，这种方法速度快，精度高，对路基完全无伤害，但缺点是成本高。通过对探地雷达信号处理部分的改进，可以进一步完善这种测量方法。因此，本文主要研究了对反射波进行信号处理所采用的算法问题。一些传统的信号处理算法难以适应应用中高分辨率、实时性、高精度和低成本的要求，因此本文提出了利用一系列线性子空间算法来对接收信号进行处理。研究了波达方向估计的问题，继而建立了时延估计的信号模型，阐明了模型在不同应用和不同域之间的内在联系。 介绍了子空间算法的原理。从经典的子空间算法MUSIC到一系列线性子空间算法，给出了基本的数学表达。 建立了时延估计问题的计算机仿真模型，利用MATLAB从不同角度分别比较了各算法的分辨率、误差、运算效率。 进行了厚度测定的室内模拟实验，并利用收集到的数据对各算法进行进一步的评估，证实了线性子空间算法OPM不仅有着较高的分辨率，而且在误差和运算效率间有着较好的平衡性。