本发明公开了一种适用于地下遮蔽空间的阵列天线单基站三维定位方法，属于定位导航技术领域。本发明首先在待定位区域部署单基站超宽带定位系统，确定空间基准；接着，围绕基站位置及覆盖区域初始化粒子状态空间，并通过几何关系得到粒子与基站的估计角度和距离；然后，基于多个阵列天线载波相位差和飞行时间得到测量角度和距离；最后，比较估计值与测量值的相似性来分配各个粒子的权重，将加权平均值作为最终得预测值，进而确定待定位标签的三维位置坐标，本发明能够在地下、室内等GNSS信号遮蔽环境下提供误差小于0.3米的高精度三维定位能力，具有轻量化、易实施、高精度等优势。