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针对噪声环境下的跳频信号，提出了一种基于稀疏分解的时延估计方法。对跳频信号采用稀疏分解重构进行了研究，在此基础上，在不同天线下对跳频信号分别进行重构，得到每跳信号对应的载波频率和时间中心，从而估计出跳频信号的时延。仿真结果表明，在信噪比大于7dB时，跳频信号的时延估计误差基本趋近于零，验证了时延估计方法的有效性。