本发明公开了一种煤矿井下单轨吊车高精度定位系统及定位方法，该系统包括对称设置在工字钢轨道两侧的两个齿架；齿架上设有定位轮和若干行走轮，行走轮在工字钢轨道底板的上端面上行走，定位轮与工字钢轨道底板下端的齿条啮合传动；齿架上还设有安装架和用于连接单轨吊车的连接座，安装架上设有电性连接在一起的惯性测量单元与单片机；定位轮上设有转角传感器，转角传感器电性连接单片机；单轨吊车两端的车头上设有坐标更新单元；其利用定位轮与工字钢轨道上齿条的高精度啮合，再通过计算定位轮位移来实现单轨吊车的高精度定位。