雷电是严重的自然灾害之一，为了实现雷电的精确定位与监测，获取高精度、高分辨率的来波方向显得尤为重要。利用空间谱估计技术实现波达方向（DOA，Direction of Arrival)估计是测向领域的前沿技术，为了研究阵列空间谱估计测向技术在雷电定位监测系统的应用，合理评估真实环境下的测向性能，论文研究了虚拟雷电信号环境下二维DOA测向的相关技术。　　 为了实现虚拟雷电信号的DOA估计，论文利用阵列空间谱估计测向技术，研究了雷电方位探测中实数多重信号分类(MUSIC，Multiple Signal Classical)算法的信号建模、实现方案、仿真方法及其测向性能分析。通过理论研究与仿真分析，得出了实用的结论。具体研究内容如下：　　 (1) 仿真实现了理想复信号条件下MUSIC算法的二维阵列测向，比较了多种信号源个数估计准则和谱峰搜索方法的性能。在此基础上，通过理论推导和仿真验证，确定了实信号条件下的二维阵列MUSIC算法的实现方案；　　 (2) 根据雷电信号与实际接收系统的特点，研究了雷电信号源与实际多通道接收信道的建模与仿真，包括射频前端接收模块、预处理模块和MUSIC算法模块等的建模，以及虚拟雷电信号模型的信号源和阵列接收信道的时延仿真建模；　　 (3) 仿真实现了实信号条件下的二维阵列MUSIC算法，得到了虚拟雷电信号的DOA估计值与三维显示图，为雷电定位系统中DOA估计实现方案的确定提供理论依据；　　 (4) 从理论分析和计算机仿真两方面研究了阵列结构、接收信号特征和阵列幅相误差对DOA估计性能的影响，包括阵元数目、半径、接收信号的信噪比、快拍数、来波信号源的角度间隔，方位角和俯仰角的来波方向、信号源频域频谱的对称性及带宽和阵列幅度增益与相位误差等，为改善系统测向性能提供依据。