自主交会对接技术在空间在轨维修、燃料服务、空间碎片清理等任务中起着及其重要的作用。为减小系统的复杂性,降低系统的成本,提高系统的可靠性,本文以光学相机作为航天器进行相对信息测量的唯一敏感器,对交会对接过程中的相对导航问题进行了研究,给出了基于仅测角的自主交会对接相对导航方法。本文主要研究工作如下:推导并建立了基于仅测角相对导航的动力学模型,包含了绝对轨道运动模型、姿态运动模型、轨道相对运动的化简模型——C-W方程、敏感器模型、执行机构模型。给出了用于相对导航计算的滤波算法,给出了仅测角相对导航的观测方程,并进行了可观测性分析,给出了相应的可观性判据;为了进一步考察轨道的可观性水平,给出了用于衡量可观测程度的可观性矩阵;给出了用于仅测角交会对接相对导航的详细的导航滤波模型;依据交会对接的任务背景,设计了可以实现交会对接任务的制导和控制算法。介绍了Monte Carlo打靶法,并建立了导航结果误差分析的指标,利用本文所给出的方法,设计了仿真场景,并进行了多次打靶仿真,验证了本文提出的相对导航方法的可行性。