本发明公开一种基于拓展Frenet框架的三维曲线重构方法和系统，属于光纤传感技术领域。包括：获取分布式光纤传感器每个横截面上所有纤芯的应变；以为基矢量，构建拓展Frenet框架；根据获取到的每个横截面上所有纤芯的应变，反演出各横截面的弯曲曲率κ(s)、弯曲方向α(s)和扭转形变ω(s)；将各横截面的弯曲曲率κ(s)沿两个方向正交分解，得到各横截面的两个分量κ₁(s)，κ₂(s)；将各横截面的κ₁(s)、κ₂(s)、ω(s)代入到拓展Frenet方程，得到各横截面基矢量表达式；将各横截面的曲线积分，得到各横截面中心点的坐标；以各横截面中心点的坐标作为对应的起点，完成三维曲线重构。本发明通过拓展Frenet框架同时解决曲线重构算法在拐点处失效及光纤横截面旋转现象无法表征的问题。