[目的]当船舶试验数据样本少时,将面临难以快速、准确辨识船舶模型参数的难题.[方法]基于最小二乘系统辨识算法,采用正弦函数处理新息,提出一种基于正弦函数非线性新息处理的船舶模型参数辨识算法.以"育鲲"船为例进行仿真实验,在只有26组辨识数据的情况下,对比最小二乘法和非线性新息改进最小二乘法的模型参数辨识效果,并利用"育鹏"船对所提算法的有效性进行验证.[结果]结果表明:与最小二乘法相比,非线性新息改进最小二乘法的模型参数辨识精度提升了15％左右.[结论]研究结果可为小样本数据情况下的船舶模型参数辨识提供参考.