本发明公开了一种基于平面互质阵列虚拟域张量空间谱搜索的高分辨精确二维波达方向估计方法，主要解决现有方法中信号多维信息丢失和空间谱分辨度、精确度受限的问题，其实现步骤是：构建平面互质阵列；平面互质阵列接收信号张量建模；推导基于平面互质阵列二阶互相关张量的虚拟域等价信号；构造虚拟域均匀面阵的等价接收信号；推导虚拟域平滑信号的四阶自相关张量；基于虚拟域自相关张量的多维特征提取实现信号与噪声子空间分类；基于虚拟域张量空间谱搜索的高分辨精确二维波达方向估计。本发明基于平面互质阵列虚拟域张量统计量的多维特征提取，实现基于张量空间谱搜索的高分辨精确二维波达方向估计，可用于无源探测和目标定位。