本发明公开一种基于多谱线插值的指数衰减正弦信号参数估计方法及装置,该方法通过推导衰减指数在最大旁瓣衰减窗频谱中的表达式,对衰减指数在最大旁瓣衰减窗频谱中的表达式进行一次近似,得到表达式的第一个一次近似式,对第一个一次近似式进行第二次一次近似,得到第二个一次近似式,根据窗函数加权系数,将第二个一次近似式进行第三次一次近似,得到第三个一次近似式,将第三个一次近似式转化为可求解的线性比例形式方程组,对可求解的线性比例形式方程组进行解析,得到复偏移量,对复偏移量进行转换,得到衰减指数和归一化数字频率,避免了校正精度过程中算法本身所涉及得性能误差扩散,降低了计算成本,能够达到在线应用要求。