国际上近四十年来发展起来的高频地波雷达(HF Surface Wave Radar)是一种可以连续监测大面积海域的海洋遥感设备。它是基于高频无线电波与海面相互作用的散射理论,通过观测和分析高频地波雷达接收的海面回波信号,提取与海面状态有关的信息,如海面风、浪、流等海洋动力学参数。与现有的其它海洋遥感设备相比,高频地波雷达具有覆盖范围广、探测精度高、实时性好和可全天候不间断工作等优点,是对现有海洋遥感设备和遥感手段的必要补充,被认为是最理想的海洋环境监测手段之一高频地波雷达从接收的海面回波信号中提取海洋表面信息时,大多利用空间谱估计算法进行方位估计。虽然基于子空间分解技术的超分辨测向技术在理论上具有分辨精度高、能同时测出多个DOA值等许多潜在的优势,但其是基于阵列流型精确已知这一前提。然而,在实际的工程应用中,由于各种误差(主要包括阵元位置的扰动误差、互耦效应以及通道幅相不一致等)不可避免,实际的阵列流型往往会出现一定程度的偏差或扰动。大量的文献通过理论分析和实验结果均指出,在存在阵列误差的情况下,超分辨测向算法的测向性能严重下降,甚至失效,因此必须采取相应的补偿和校准措施。高频地波雷达由于所处环境的限制,利用多个(大于阵元数)稳定的、信噪比高的校准源进行阵列误差有源校准或者自校准很困难,因此,现阶段高频地波雷达阵列误差校准的主要研究方向是利用海洋回波中相对稳定的单到达角海洋回波或者硬目标回波进行阵列幅相误差校准。本文依托国家十二五“863计划”海洋领域的重大课题“分布式高频超视距雷达探测与组网技术研究”,以分布式高频地波雷达阵列误差有源校准为研究对象,以正交投影矩阵的正交性为理论基础,以Newton型迭代法和遗传算法为主要方法,通过原理介绍、仿真分析以及实验数据处理等手段,针对互耦的特性对阵列误差有源校准算法进行了深入、细致的探讨。全文的主要研究内容如下：1、在阵列信号模型的基础上,根据互耦的特性把分布式高频地波雷达阵列误差有源校准算法分为两大类：一类是不考虑通道间互耦条件下的阵列误差有源校准,在这种条件下,互耦系数的大小与阵元间距相关,可以根据阵元间距来设置互耦矩阵；另一类是考虑通道间互耦条件下的阵列误差有源校准,在这种条件下,互耦系数的大小是一个与阵元间距无关的量,互耦系数的个数很多,直达波校准源的个数有限,因此需要结合信噪比高的海洋回波或者硬目标回波信息对阵列误差和校准源方位进行联合估计。2、介绍了单到达角海洋回波筛选的基本原理,研究了基于单到达角海洋回波的阵列幅相一致性校准方法,并对实测结果进行了对比验证分析；通过对线性调频中断连续波(FMICW)进行分析,提出了利用非同步站间直达波干扰进行阵列幅相一致性校准的方法,并给出站间直达波干扰产生的条件和概率以及非同步站间直达波干扰的特征。该方法不需要雷达站之间保持同步就能实现直达波校准。实测数据的对比分析表明了通过非同步站间直达波干扰进行阵列幅相误差校准可以获得准确和稳定的幅相误差校准值。3、研究了两种阵列误差初值的确定方法：伪逆法和遗传算法,大量的仿真分析表明,两种方法的估计性能相当。然后根据直达波校准源的个数和不同的互耦条件给出了三种具体算法：在不考虑通道间互耦的条件下,针对多直达波校准源,采用基于直达波的阵列误差有源校准算法,针对单直达波校准源,采用基于直达波和射频干扰的阵列误差有源校准算法；在考虑通道间互耦的条件下,研究了基于直达波和海洋回波的阵列误差有源校准算法。仿真和实测数据表明了这些算法的有效性。4、介绍了浮标式高频地波雷达的基本情况,针对浮标平台在海面上的运动状况,给出了浮标平台运动的信号模型,研究了浮标式高频地波雷达运动状态估计的基本原理和方法,通过仿真分析验证了该方法的有效性；根据浮标式高频地波雷达的具体情况,对基于直达波的阵列误差有源校准算法进行改进,研究了基于浮标式高频地波雷达的阵列误差有源校准算法,仿真分析表明了算法的有效性。