本发明公开了一种基于多种算法的新型双偏振高阶调制信号恢复算法，创新性地将Lowdin算法替换掉原来的GSOP算法，并将CMA恒模算法和Viterbi‑Viterbi算法改进为CMMA级联多模算法和BPS算法。将新的算法应用于对双偏振高阶调制信号的线性光采样系统，对光学前端模块采集到信号进行一系列的算法处理，消除信号传输过程中受到的影响和损伤，大大提高了对双偏振高阶调制信号的的损伤补偿效果，实现对光采样系统的精确仿真，成功恢复高阶调制信号的眼图及星座图，并对信号的眼图和星座图的相关参数进行精确分析，从而对信号的质量进行观测，实现了从双偏振低阶调制信号到双偏振高阶调制信号的重大突破。