对短基线时间差辐射源定位系统的硬件构成、信号处理和定位算法等进行了详细介绍。该系统基于正交基线的四天线阵列，通过探测闪电发生发展过程中辐射出的宽频带甚高频辐射，根据辐射源到达不同天线的时间差，实现辐射源的二维定位(仰角和方位角)。在数据处理过程中，采用基于小波分析的广义互相关时间延迟估计算法，降低噪声对宽带信号时间延迟估计的误差，提高了整个系统的精度；利用抛物线插值算法求解非整数倍时间延迟，提高时间差定位系统的时间分辨率。利用短基线时间差定位系统并结合同步观测的高速摄像资料及快慢电场变化资料，通过对有高速摄像记录的一次人工触发闪电的发展过程研究发现，该系统的VHF 辐射源二维定位结果与高速摄像资料有很好的一致性，能够较好地重构闪电放电通道，表明所设计的定位系统可靠，所提出的定位算法可以达到较高的定位精度。