多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)雷达要求各天线发射互相正交的信号，可以实现灵活的发射分集，具有高分辨率的空间谱估计性能；双基地雷达不仅可以提取目标相对于接收阵列的角度信息，也可以提取相对于发射阵列的角度信息。因此双基地MIMO雷达有良好的目标定位精度，较高的抗干扰能力等优点。双基地MIMO雷达的目标定位需要目标的发射方向(Direction Of Departure，DOD)和波达方向(Direction OfArrival，DOA)等信息，由于在空间定位目标需要估计多维的角度，简单的均匀线阵不能满足这一要求，可考虑使用复杂的阵列天线；还要考虑到目标定位的实时性，这就要探索低运算复杂度的角度估计算法。本文首先研究低复杂度的传播算子(Propagator Method，PM)算法在双基地MIMO雷达中的应用，利用接收信号的协方差矩阵估计出传播算子，通过传播算子估计出目标的角度信息，同时利用发射角和接收角的内在联系实现角度的自动配对，PM算法无需对协方差进行特征值分解，也无需谱峰搜索，算法的运算复杂度较低，同时其角度估计性能优于普通PM算法。此外，为了满足空间定位，需要估计多维角度，简单的均匀线阵不能满足要求，我们研究双基地MIMO雷达中L型阵列下的多维角度估计算法：借助旋转不变性进行信号参数估计(Estimating Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques，ESPRIT)算法和PM算法。这两种算法都能估计出发射角的仰角和方位角信息，同时还能提取出到达角的仰角和方位角，并实现这些角度的自动配对。ESPRIT算法利用信号子空间的旋转不变性，估计信号的角度信息，估计精度高，但是需要对协方差矩阵进行特征值分解，而PM算法不需要，因此PM算法运算复杂度相对较低，而且高信噪比时性能接近于ESPRIT算法。最后我们还研究了双基地MIMO雷达的角度和多普勒频率的联合估计算法，研究了DOA矩阵法、ESPRIT算法和PM算法。DOA矩阵法通过时延产生旋转因子，利用旋转因子，估计出频率，然后通过最小二乘法估计出发射角和到达角。相比之下，ESPRIT算法性能最好，DOA矩阵法在天线数较少的情况下性能优于PM算法，PM算法的运算复杂度最低。