本发明公开了一种基于扩展互质阵列的高阶离网格DOA估计方法与系统，属于极地水声探测领域。方法包括：获取由扩展的互质阵列接收的信号，构成接收数据矩阵；引入相位分数低阶矩方法构造相位分数低阶矩矩阵C，对C进行矢量化，去冗余和重排，得到单快拍连续虚拟均匀直线阵信号矢量z1；基于z1，采用重叠子阵列的划分方法，构造多重测量信号矢量矩阵Z；使用高阶的泰勒展开项来构建离网格模型，根据矩阵Z，使用基于外推的迭代稀疏投影算法联合估计稀疏信号矩阵和网格偏移量，估计出目标的DOA。本发明为解决常规DOA估计方法在极地脉冲噪声环境中探测性能下降以及传统均匀线阵可探测的目标个数有限的问题提供了新的解决方案。