本发明公开了一种基于到达角和多普勒频移的高精度运动单站直接定位方法，首先建立包含到达角度和多普勒频移的目标源信号数据接收模型，并对目标源进行数据采集；然后构建一个时间因子用以扩展接收信号矩阵的维度；再根据目标源数据接收模型和单站对目标源采集到的数据，结合目标源位置的均方误差，构造运动单站直接定位的代价函数；最后根据建立好的目标代价函数，利用MVDR准则对辐射源位置求解进行求解。本发明可以提升定位性能；对于需要定位多个辐射源的场景，无需预先知道信源个数，相比最大似然方法有效提高了定位精度。