本发明公开了一种基于多孔径成像的定位定向方法，采用至少三部相机构成多孔径成像系统，各相机之间没有共同的成像区域，等效为大视场、高分辨率的联合成像；建立二维‑三维之间的对应集合；基于预先标定的相机内参数、相机间外参数，进行等效单目位姿估计，求解PnP问题得到多孔径成像系统位置、姿态初值；基于多孔径成像关系构建观测模型，对多孔径成像系统位置、姿态初值进行优化，得到多孔径成像系统高精度的位置、姿态。本发明应用于摄影测量和计算机视觉技术领域，利用多孔径成像等效超大视场范围超高分辨率成像，并通过建立基于多孔径成像关系的观测模型，优化得到高精度的位置、姿态，突破硬件限制，实现极高精度的定位定向。