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针对雷达、声纳、移动通信等系统中对多个目标方位、速度与距离等信息同步提取的要求，文章通过对原始数据的时延补偿等处理，构造了具有时移旋转不变性的一组虚拟相关矩阵，提出了一种基于空时扩展虚拟传感器阵列的二维方位角、多普勒频率和相对时延联合估计的新方法。该方法对于噪声不敏感，可应用于低信噪比环境，具有较高的估计精度，且无需谱峰搜索，各参数在求解过程中自然配对，理论可同时处理的目标数目超过系统阵元数限制。算法对于传感器阵列的结构无特殊限制，可应用于任意常见阵列如均匀方阵、“L”阵、圆阵等等，具有很好的理论价值以及