本发明公开了一种基于多域压缩感知的phi‑OTDR信号测量和抑噪方法，包括：使用数据采集卡接收多个探测脉冲光，利用压缩感知原理在多个域上对不同频率的探测脉冲光进行随机亚采样，构建满足等距约束性条件的二维观测矩阵；在空间域上对二维观测矩阵进行压缩感知，通过对瑞利散射在空间上的局部强度峰值的优选与跟踪，选择合适的亚采样点；在频率域上对二维观测矩阵进行压缩感知，依据采样的周期延拓特性，对目标频率点进行估计；对压缩感知的信号进行重构，采用正交匹配追踪算法和枚举反推法，还原目标信号。本发明能够显著压缩数据总量，重构目标信号，实现传感过程的高效率与低噪声，降低传感系统的硬件成本与软件开销。