本发明公开了一种矩阵束与求根MUSIC结合的波达方向估计方法，具体步骤包括：S1、构造分块Hankel矩阵，并进一步得到自相关数据矩阵，通过奇异值分解获取噪声子空间与信号子空间，构造矩阵束方程；S2、通过矩阵束方程求解第一维方向余弦，并通过实值映射判断重复特征值；S3、实值特征值映射回复值空间，对重复特征值参数取算术平均值，构造一维导向矢量；S4、通过正交方程构造多项式，通过多项式解出第二维方向余弦参数。本发明能够较好地解决重复特征值带来的多角度模糊问题，完成空间方位角与仰角的自动匹配，避免了重复的矩阵束特征值求解及额外的配对方法，一定程度上降低了方法的复杂度，同时可根据实际需求进行方法调整，改变空间参数的估计顺序。