本发明涉及通信数据处理技术领域，尤其涉及一种Φ‑OTDR系统的正交信号失配补偿方法，包括：采用带通滤波过滤的方法获取分布式光纤传感系统中同相干涉信号分量和正交干涉信号分量，采用最小二乘估计法对获取的分量进行拟合，获取二维李萨如一般椭圆方程；根据同相干涉信号分量和正交干涉信号分量，采用李萨如图拟合的方式对当前分布式光纤传感系统获取的直流残差、交流振幅和额外相移进行处理，获取李萨如椭圆参数方程；根据二维李萨如一般椭圆方程与李萨如椭圆参数方程进行相位参数补偿消除，得到相位解调的结果。上述方法可同时获得并补偿I/Q不平衡带来的直流残差、交流幅度和相移误差的精确值，避免得到失真的解调信号。