本发明涉及水下作业钻机船定位技术领域，具体公开了一种基于北斗卫星导航系统定位的水声定位系统，包括同步控制模块、安装于浮体上的水声发射模块以及安装于钻机船上的水声接收模块、时间测量模块、导航指令发送模块和导航计算模块。由导航指令发送模块发送定位指令，同步控制器将北斗卫星导航系统定位与水声定位两种定位严格同步，使位置不断变动的浮体成为钻机船水声定位的参考基准。然后由时间测量模块获取水声传播时间以测量水声发射模块以及水声接收模块距离，通过导航计算模块通过北斗卫星导航系统测定浮体在船基地平坐标系中的瞬时位置，实现对钻机船的实时定位。不仅操作简便且基于时间测量的距离测量精度高。