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利用平移不变结构阵列信号子空间的旋转不变性，构造一组具有对角结构的空时相关矩阵组。给出一种高精度的信号子空间估计方法，利用估计的信号子空间做降维矩阵处理空时相关矩阵组，从而减少计算量并加快收敛速度。基于非线性最小二乘建立代价函数，提出一种三迭代算法求解代价函数进而估计波达方向DOA。仿真结果证实该算法收敛速度较快，估计精度显著高于TLS-ESPRIT算法，尤其在低信噪比和小快拍数据下估计精度显著增强。