本发明公开了一种多途信道下的DOA估计方法，包括以下步骤，步骤1：获取水下目标的多途阵列接收信号；步骤2，计算获取到的各阵元信号的频谱和功率谱；步骤3，将计算后的各阵元信号功率谱相加，并合成声场时频干涉谱；步骤4，获取声场时频干涉谱中的相消干涉频率；步骤5，在相消干涉频率点计算阵列信号协方差矩阵；步骤6，在相消干涉频率点计算空间谱，进行DOA估计。通过本发明可以实现提高多途相干信道下的DOA估计精度，且该方法下无阵列孔径和空间分辨率损失，不受阵型等应用条件的限制，低信噪比下仍有较好的解相干和DOA估计性能。