基于旋转不变子空间算法的DOA估计（ESPRIT）

资 源 简 介

基于旋转不变子空间算法的DOA估计（ESPRIT）

详 情 说 明

基于旋转不变子空间算法的DOA（波达方向）估计是一种高效的空间谱估计技术，广泛应用于雷达、通信和声学信号处理领域。ESPRIT（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques）算法通过利用阵列结构的旋转不变性，显著降低了计算复杂度并提高了估计精度。

核心思想 ESPRIT算法基于信号子空间分解，通过提取阵列的平移不变特性（如均匀线阵），无需精确校准阵列流形，直接利用子空间旋转关系估计信号方向。这种特性使其在工程实践中比传统MUSIC算法更具优势，尤其在实时性要求高的场景。

典型变体及特点 LS-ESPRIT：最小二乘版本，通过解线性方程组实现，计算简单但对噪声敏感。 TLS-ESPRIT：总体最小二乘改进版，通过考虑数据矩阵和噪声联合优化，增强鲁棒性。 Matrix-ESPRIT：适用于多维阵列结构，扩展了传统线阵的适用场景。 TAM-TOEPLITZ：利用Toeplitz矩阵重构协方差矩阵，适用于有限快拍数情况。 R-ESPRIT：基于秩约束的优化变体，在低信噪比条件下表现更稳定。

应用价值 ESPRIT系列算法因其无需谱峰搜索的特性，特别适合多目标实时定位，例如5G智能天线波束成形和无人机跟踪系统。后续研究可结合深度学习优化子空间分解步骤，进一步提升其在非理想环境下的性能。