波达方向估计问题一直以来都是阵列信号处理领域的重要组成部分,在无线通信、雷达、无人驾驶、海洋探测等多个军民领域有着重要的工程应用价值。近几十年来,稀疏阵凭借通过较少的传感器数目获得更大的阵列孔径,实现欠定波达方向估计且提高估计性能的诸多优势成为主流的研究方向,本文从实际应用的角度出发,聚焦于稀疏阵列（尤其是嵌套阵、扩展互质阵）存在模型误差时的阵列校准及稳健的高精度角度估计算法,主要研究了嵌套阵阵元间互耦效应建模,以及对抗互耦的稳健DOA估计算法,非均匀稀疏阵同时存在幅相误差与阵元位置误差的混合误差模型建模以及能对抗混合误差的高精度测向算法,双基地互质阵列MIMO雷达存在通道幅相误差时的阵列校准算法以及发射角与到达角联合估计。研究内容概述如下:（1）针对嵌套阵提出一种能对抗互耦导致的误差,实现稳健DOA估计的算法。该算法根据嵌套阵的阵列流型矩阵特点,给出了嵌套阵的互耦矩阵与导向矢量乘积的矩阵变换,将互耦矢量和不受互耦系数影响的新阵列流型分离,进一步通过新的阵列流型构造简化的块稀疏恢复模型,能够有效的消除阵元间互耦带来的误差,提高DOA估计精度,并且利用了嵌套阵的差分阵列,提高自由度,实现了欠定估计,仿真实验验证了所提算法能实现信源数超过阵元个数时的角度估计,同时相较于其他已有嵌套阵对互耦不敏感的DOA估计算法,所提算法有较高的估计精度。（2）针对稀疏阵,构造同时存在幅相误差以及阵列抖动的混合误差模型,再以扩展互质阵为例,根据其幅相误差和阵列位置误差矩阵的对角特性,通过矩阵变形将混合误差等价建模为与入射角度相关的幅度相位误差,再根据新误差模型的矩阵结构来构造不受误差影响的新的阵列流型,最后利用接收信号的空域稀疏性构造块稀疏恢复问题来实现DOA估计,该算法对阵列混合误差不敏感,有较稳健的估计结果,数值实验结果反映了所提算法在角度估计数目与估计结果精度上比现有的算法更有优越性。（3）针对双基地互质阵列MIMO雷达,提出一种阵列校准算法,实现高精度的DOD-DOA联合估计算法,考虑双基地MIMO雷达的收发阵列均为互质阵列且存在幅度相位误差时,通过一个高功率校准源分别对发射和接收阵列进行误差校准,在对阵列流型校准后分别构造增广的接收和发射协方差矩阵,通过两次一维MUSIC分别实现DOD和DOA估计,最后在估计的DOD和DOA之间通过空间滤波进行配对,仿真实验通过空间谱图、均方根误差曲线图以及角度匹配结果图验证了该算法的有效性。