空间谱估计是一种高精度的测向技术,广泛应用在民用和军事设备中。但空间谱估计算法也面临着诸多问题,首先算法大多只适用于均匀线阵,某些情况下对于不规则阵的二维测向则不再适用；其次在计算量方面,相对于线阵的一维测向,二维测向的计算量显著增加;再次在相干信号处理方面,许多算法性能较低或完全失效：最后算法的测向精度与天线阵元个数、阵型结构、通道误差、快拍数、信噪比等诸多因素有关。本文主要对三个问题进行了分析,一是平面阵的阵列结构与测向精度之间的关系；二是MUSIC算法在相干信号条件下的二维DOA估计；三是ML算法计算量过大的问题。针对上述问题,本文给出了一些新的研究成果如下：(1)利用阵列流形的微分几何,提出了一种圆阵设计方法,仿真验证了该方法的可行性。并针对不规则阵的二维测向,分别对有源校正和无源校正估计算法进行了研究(2)针对MUSIC算法不能解相干的问题,将修正MUSIC算法的应用范围由一维的均匀线阵扩展到二维中心对称阵,得到了很好的解相干性能。(3)针对ML算法计算量过大的问题,提出改进型CE-ML二维测向算法,改进型的CE-ML算法的迭代次数大约是粒子群算法(PSO)的1/3,大大减少了ML测向的计算量。(4)以浮点型TS201S系列DSP芯片为平台,利用修正MUSIC算法和改进型CE-ML算法实现测向,在软件实现上采用了多种方法减少其单次测向时间,并得到了很好的结果。