本发明公开了一种基于超短基线定位的换能器实船校准系统及其校准方法。本发明中的待测换能器、定位换能器和发射端电子仓相互固定后通过与母船连接柔性吊放于水下，三维立体阵列和接收端电子仓通过与子船连接柔性吊放于水下。母船泊停在湖中央，子船按恒定速度恒定距离绕母船运动多周，然后重复上述测量过程，以达到待测换能器指向性360°测量要求；工作站将接收的所有测量数据进行处理、运算，即可得到待测换能器和三维立体阵列的相对位置及此位置下换能器所校准得到的性能参数。本发明既能在不拆卸换能器情况下实现实船性能校准，也能在海洋中实现低频换能器的性能校准，大幅度提高了校准频率范围和校准精度。