时间延迟估计与波达方向估计是信号处理领域关于目标定位技术的两个重要研究内容。在实际应用场景中,由于信道传播与接收机周围环境存在复杂性和多样性,使得信源信号与接收机或接收阵列之间存在多径传播现象。为解决此问题,抗多径、高分辨率的时延估计研究逐渐成为热点。另外,分布式信源模型在模拟信号散射多径传播的特点上具有较好的性能,因此,基于分布式信源模型的波达方向估计研究受到广泛关注。以往关于时延估计与波达方向估计的研究,常假设背景噪声为高斯噪声,然而实际上,在一些复杂的多径散射环境中可能存在脉冲性噪声,例如大气环境噪声、雷达反向散射回波及城市移动无线电信道中的电磁噪声等,此时用Alpha稳定分布描述这些噪声更为合适。针对目前时间延迟估计与波达方向估计研究中存在的问题,本文在传统算法的基础上,结合分数低阶统计量、相关熵等理论,在超分辨率窄带多径信号时延估计以及分布式信源角度参数估计等方面进行研究,提出了针对脉冲噪声和多经传播条件的时延估计和角度参数估计方法。具体的研究内容包括以下三个方面:(1)针对传统时延估计算法在脉冲噪声和窄带多径传播条件下性能退化的问题,本文依据Alpha稳定分布对脉冲噪声建模,将子空间方法与相位分数低阶矩结合,提出一种基于相位分数低阶矩的窄带多径信号超分辨率时延估计算法。在给出多径信号时延估计模型的基础上,对所提算法进行理论分析,并通过仿真实验对算法性能进行验证,表明该算法在窄带及强脉冲噪声情况下具有较高的时延估计精度。(2)针对传统点源模型下的角度估计方法在多径传播条件下性能不佳的问题,本文将由非圆信号组成的相干分布源的联合角度估计方法扩展到了脉冲噪声场景,提出广义复相关熵的概念,并给出一种基于广义复相关熵的相干分布式非圆信号角度参数联合估计算法。仿真结果表明,所提算法能够在强脉冲噪声、低信噪比和信号多径传播条件下获得更优的估计结果。(3)针对相干分布式非圆信号波达方向估计算法在脉冲噪声环境下性能退化的问题,本文结合广义复相关熵的概念,提出了基于ESPRIT方法的低复杂度相干分布式非圆信号波达方向估计算法。广义复相关熵算子具有不依赖于噪声先验知识,且鲁棒性较好的特点,避开了传统二阶统计量算法在脉冲噪声下退化的问题。该算法无需谱峰搜索,计算复杂度较低。仿真结果表明,本文所提算法利用非圆特性提高了DOA估计精度,同时能够有效抑制脉冲噪声,在较低信噪比的情况下能够获得更好的估计性能。