本发明公开了一种基于偏振二维残差信息的仿生偏振罗盘标定方法。首先针对各通道的检偏器消光比不一致的问题，通过引入消光比系数平衡因不一致引起的偏振度差异，建立消光比系数与仿生偏振罗盘的输出光强的映射关系。然后考虑到各通道检偏器的安装误差，在偏振量测方程中引入通道耦合系数和偏振片安装角误差系数。最后建立基于偏振方位角和偏振度的二维残差目标优化函数，对仿生偏振罗盘量测方程的参数进行迭代估计，最终获得仿生偏振罗盘的系数参量。本发明充分考虑了传感器内部消光比及其不一致性对偏振解算精度造成的影响，利用偏振方位角和偏振度双重误差信息实现对仿生偏振罗盘模型参数的精细化标定，有效提高偏振罗盘的偏振信息解算精度和稳定性。