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针对水声信道多参数的估计问题，提出了一种新颖的基于分数阶傅里叶变换（fractionalFouriertransform，FRFT）的估计算法。采用发送固定时间间隔为r的2个Chirp信号，通过对接收信号进行FRFT处理后的峰值间隔变化，实现对频偏和时延的估计。更进一步说，该算法主要思路是利用了Chirp信号的调频斜率不变特性，避免了再对接收信号进行阶数的搜索，这极大地降低了计算量。通过计算机仿真验证和实验验证，表明该算法是有效的。