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实际多输入多输出(MIMO)声纳系统由于环境或人为因素，可能出现部分阵元失效，从而导致阵列自由度减少、方位估计精度下降。本文提出了一种数据协方差矩阵重构方法，该方法基于差分阵列性质，利用正常工作阵元的协方差矩阵元素来恢复失效阵元的矩阵元素，获得满秩的数据协方差矩阵，从而恢复到全阵元MIMO声纳的阵列自由度。与已有方法相比，降低了计算复杂度。仿真及海试实验数据处理结果表明，本文所提的数据协方差矩阵重构方法能够恢复因部分阵元失效而丢失的阵列自由度，应用于方位估计中，所能分辨的最大目标数与全阵元相同。