本发明公开基于地理坐标空域位置谱的短波单站直接定位偏差补偿方法，建立短波校正源地理坐标与其辐射信号到达观测站二维波达方向的代数关系式，获得关于短波校正源地理坐标空域位置谱；采集各短波校正源地理坐标空域位置谱主峰附近的数值，并以此构造地理坐标空域位置谱矩阵，训练径向基神经网络；建立短波目标源的地理坐标与其辐射信号到达观测站二维波达方向的代数关系式，获得关于短波目标源地理坐标空域位置谱；最后采集短波目标源地理坐标空域位置谱主峰附近的数值，将此地理坐标空域位置谱矩阵输入到径向基神经网络中，得出短波目标源地理坐标的最终估计值。本发明可有效补偿由电离层虚高误差和电离层倾斜角偏差引起的定位偏差。