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针对机载电磁矢量传感器阵列DOA和极化参数估计问题，提出了一种基于复四元数估计方法，该算法利用四元数建立机载电磁矢量传感器阵列信号处理模型，然后利用四元数联合矩阵的特征分解得到阵列数据相关矩阵的特征分解，一方面使得计算过程中数据的贮存量大大减少，另一方面通过推导得到信号子空间和噪声子空间在四元数域上的正交性从而使DOA和极化参数估计的精度更高，仿真证实了本算法的有效性。