本发明提供了一种基于直线距离差的短波天波传播时差定位方法。本发明预先获取模拟辐射源发射出的短波到达接收站的群路径与模拟辐射源离接收站之间的直线距离的转换系数，根据预先获取的转换系数取平均值得到平均转换系数；接收目标辐射源的短波信号，并通过广义互相关的方法计算出目标辐射源到各接收站的时差数据；根据所述平均转换系数以及所述时差数据，计算出目标辐射源的坐标。本发明在传统的模型上加入电离层模型，利用实际得到的时差或者路径差通过平均转换系数转换为传统模型中的直线距离差，然后再利用传统直达波模型对目标辐射源进行定位。本发明提高了辐射源的定位精度。