本发明公开了一种基于压缩采样阵列的空频二维谱估计方法，主要解决在大采样率和多通道时，由于数据量非常惊人，使得数据存储变得异常困难的问题。其实现步骤是：1)将用Nl个天线的接收机采集到的信号作为输入信号矩阵X；2)根据输入信号矩阵X生成观测矩阵Y；3)根据观测矩阵Y构造频域基矩阵F、设置时域压缩矩阵Φb和联合稀疏矩阵Zf，并建立信号模型YT＝ΦbFZf；4)求解上述信号模型得到联合稀疏矩阵Zf，根据联合稀疏矩阵得到非零支撑集合Γ；5)根据非零支撑集合Γ解得空频二维谱Zp。本发明降低了系统的通道数和时域采样速率，提高了瞬时信号接收带宽和测向精度，可用于雷达、侦察一体化系统。