本发明涉及电离层探测技术，具体涉及一种基于互谱分析的电离层Es层高分辨率垂直探测方法，该方法包括利用垂测仪以扫频或定频观测方式向垂直上方的Es层发射具有一个较窄带宽的经编码调制的短波探测信号，截取回波有效部分，针对每个探测频率的每次探测单独采用谱估计方法进行高分辨率成像，实现Es层内部结构和运动过程的高精度观测。该方法不需额外设备与硬件成本可大幅提高Es层观测的距离分辨率，相较于传统的相干累积技术或利用多频干涉技术进行的高分辨率成像，该方法不必需高次数的重复探测以实现能量累积或利用多频点回波数据进行联合运算，在拥有很高的距离分辨率同时，提高了时间分辨率，便于观测Es层内部的短时剧烈变化。