为解决城市非视距(non line of sight, NLOS)环境下三维单站定位方法精度低和需要先验信息的问题，提出基于多径信号到达角度(angle of arrival, AOA)和到达时间(time of arrival, TOA)的三维单站定位方法。利用移动基站在不同位置上的多径AOA估计散射中心位置；利用散射中心的多径TOA构建定位目标函数，并通过散射中心位置对目标位置进行约束，将定位问题转换为带约束的优化问题；利用列文伯格-马夸尔特(Levenberg Marquardt, LM)算法求解目标位置。仿真结果表明，所提方法在无需额外环境先验信息情况下，较对比算法提高了定位精度。