本发明公开了一种基于自适应非奇异终端滑膜控制的航天器集群控制方法。该方法用于实现航天器集群的飞行控制，包括步骤：建立坐标系，建立混合高斯模型，建立自适应人工势能函数，确定非奇异终端滑膜控制滑膜面，确定非奇异终端滑膜控制的控制律。本发明的方法通过利用混合高斯模型解析描述目标航天器的外包络，基于混合高斯模型建立不确定环境因素和目标航天器外形影响的自适应人工势能函数，而后基于自适应人工势能函数，结合非奇异终端滑膜控制和PID控制计算确定跟踪航天器对应的非奇异终端滑膜控制的控制律，以对跟踪航天器跟踪参考轨迹进行控制，能够同时考虑航天器复杂外形的影响和不确定环境因素的影响，具有更高的控制精度和更好的适应性。