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研究了小卫星对异面椭圆轨道目标航天器绕飞的相对导航问题。首先建立了适用于目标航天器运行在椭圆轨道上的二阶状态方程；分析了2个航天器间的量测几何关系并得到量测方程；采用适用于处理复杂非线性模型的无味卡尔曼滤波器进行相对导航计算。仿真计算结果表明，在对异面椭圆轨道目标航天器进行绕飞的过程中，所提出的相对导航方法能够实现对相对位置和相对速度的精确估计。