多输入多输出系统在未来通信发展中具有很大的潜力。随着天线阵尺寸的增大，天线阵的近场效应和无线信道的空间非平稳性给信道估计带来了更大的挑战。对于近场效应，不仅需要估计角度，还需要估计距离。本文提出将角度和距离分开估计，以降低估计的复杂度。对于非平稳散射，需要判断散射体可见子阵的范围。本文提出分别估计每个子阵的角度，根据子阵接收信号的角度和协方差矩阵特征值，对特征值进行分解，确定散射体的可见子阵范围，然后根据得到的角度估计距离。进一步分析表明，中心附近子阵的角度估计更准确，边缘附近子阵的距离估计更准确。在此基础上，给出了不同散射条件下超大规模阵列的角度和距离的确定方案。仿真结果表明，本文提出的近场非平稳信道估计方案具有较小的均方误差。