Цей метод заснований на вимірі відстані D між крапками випромінювання і прийому сигналу за часом його поширення між цими крапками. У радіонавігації дальноміри працюють з активним відповідним сигналом, випромінюваним антеною передавача відповідача (рис. 32, а) при прийомі сигналу запиту. Якщо час поширення сигналів запиту t3 і відповіді t0 однаково, а час формування сигналу-відповіді достатньо малий, то вимірювана запитувачем (радіодальноміром) дальність D> = c(t3 + t0)/2. У цій якості може бути використаний також і відбитий сигнал, що і робиться при вимірі дальності РЛС чи висоти радіовисотоміром.
Поверхнею положення дальномірної системи є поверхня кулі радіусом D. Лініями положення на фіксованій площині або сфері (наприклад, на поверхні Землі) будуть окружності, тому іноді дальномірні системи називають круговими. При цьому місце розташування об'єкта визначається як крапка перетинання двох ліній положення. Тому що окружності перетинаються в двох крапках (рис. 2,6), те виникає двозначність відліку, для виключення якої застосовують додаткові засоби орієнтування, точність яких може бути невисокої, але достатньої для достовірного вибору однієї з двох крапок перетинання. Оскільки вимір часу затримки сигналу може вироблятися з малими погрішностями, дальномірні РНС дозволяють знайти координати з високою точністю. Радіодальномірні методи почали застосовуватися пізніше кутомірних. Перші зразки радіодальномірів, засновані на фазових вимірах тимчасової затримки, були розроблені в СРСР під керівництвом Л. И. Мандельштама, Н. Д. Папалексі й Е. Я. Щеголева в 1935—1937р. Імпульсний метод виміру дальності був застосований в імпульсної РЛС, розробленої в 1936—1937 р. під керівництвом Ю. Б. Кобзарева.
