本发明提供一种基于平行互质阵列时空扩展的二维波达方向估计方法。该方法选取和增加特定的参考阵元,使互质阵列的子阵分别对参考阵元求互相关,得到不同时滞的相关函数,并将该自相关函数作为新的接收数据,然后由新的接收数据伪采样得到伪数据矩阵,对伪数据矩阵矢量化,将问题转化为稀疏优化问题求解得到信号的二维波达方向。本发明充分的利用了接收数据的时间-空间信息,最大限度的拓展出虚拟阵列,具有更大的阵列孔径和更高的自由度,波达方向估计的性能更好。