本发明提出一种大型复杂航天器结构撞击源定位方法，属于空间碎片领域。通过在航天器外壳模拟空间撞击建立超声传播时间向量样本库；通过划分样本子集，找到最短传播时间均对应于同一传感器的所有样本，缩小搜索范围；通过建立距离判断准则，搜索空间碎片撞击形成的超声传播时间向量到样本库中距离最近的样本子集，并在样本子集中寻找距离最近的样本，最终通过该样本的坐标定位撞击位置。本发明不受航天器结构限制，适用于任意大型结构复杂或不规则航天器结构，具有准确度高、误差可控、计算效率高的优点。