本发明属于相干信号源到达角估计技术领域，特别涉及相干信号源亚分辨率超分辨到达角估计方法。该相干信号源亚分辨率超分辨到达角估计方法包括以下步骤：利用雷达的接收阵列接收相干信号源的回波信号Y，所述雷达的接收阵列为具有M个阵元的均匀线阵；M>K，K为回波信号Y对应的相干信号源的个数；建立关于回波信号Y的信号模型，所述关于回波信号Y的信号模型包括两个待求解的矩阵：方向矩阵D和信号稀疏矩阵S；由关于回波信号Y的信号模型，建立关于方向矩阵D和信号稀疏矩阵S的代价函数；求解步骤S4中的代价函数，得出方向矩阵D和信号稀疏矩阵S；根据方向矩阵D中主对角线上的非零元素、以及每个相干信号源的到达角的初始估计值，得出各个相干信号源的到达角。