本发明公开了一种基于空天线阵传感器的地面目标位置估计方法和装置，所述方法包括：利用空天线阵传感器，获取同一地面区域的观测图像集；所述观测图像集，包括若干个观测图像；利用第一测量变换模型，对所述观测图像的像素点位置信息进行处理，得到像素点的第一位置信息；利用第二测量变换模型，对所述像素点的第一位置信息、空天线阵传感器的姿态信息和位置信息进行联合处理，得到地面特征点初始位置信息；利用同名光线求解方程组，对所述地面特征点初始位置信息进行处理，得到地面特征点精确位置信息。本方法保障和促进了空天线阵传感器相机系统对地观测测绘数据产品生成效率、可靠性及产品精度的提升。