针对基于时间测距即到达时间、单程测距、双程测距、对称双边双程测距（SDS-TWR）等定位方法的定位精度受节点间时钟未同步、计时器频率偏移、设备时延等计时误差因素干扰的问题，提出了一种基于差分误差抑制优化方法的井下目标定位方法。该方法结合SDS-TWR定位方法，利用目标节点既是发射节点又是接收节点的特点，将传输时间及长度关系联立求解，通过矩阵形式，消除计时器频率偏移、设备时延等无关变量，得到未知目标节点的坐标仅与实测时间有关，从而有效消除计时误差对目标节点定位结果的影响，达到精确定位的目的。仿真结果表明，与单程测距、双程测距方法相比，差分误差抑制优化方法可有效抑制设备时延和计时器频率偏移等对基于时间测距的定位方法的影响，能对未知节点进行精确定位，定位精度高，测距误差区间仅为［-0.0369 m,0.0377 m］，是单程测距误差的0.012%，双程测距误差的0.061%。