本发明公开了一种互素欠采样下高精度、低时延的谱感知方法及其装置，包括：以p个互素单元为一个快拍，各快拍之间间隔q个互素单元，1≤q≤p，允许p‑q个互素单元的重叠；对每一快拍求得相应的欠采样样本的互相关或自相关矩阵，并做统计平均得到协方差矩阵估计；根据互素关系，抽取出两路互素样本间的原始欠采样协方差矩阵估计中的Nyquist样本意义上的自相关函数估计；对自相关函数估计做快速傅里叶变换得到信号功率谱，也即频谱感知结果。本发明以远低于奈奎斯特速率的采样速率做谱估计；成倍提高了传统互素谱分析的分辨率；成功进行感知的前提下，减少需要耗费的样本，降低感知延时。