本发明属于太空态势感知技术领域，具体涉及一种观测数据‑编目目标关联匹配方法。本发明基于空间目标观测位置与预报位置在空间上差异性较小，建立观测数据与已编目目标关联的三层判决模型。第一层：利用参考时刻的观测位置与预报位置之间的差异性，基于参考时刻空间指向参数进行关联目标初步筛选；第二层：针对初筛目标，分别计算观测残差，并基于残差统计参数进行关联目标精筛；第三层：针对精筛目标，基于最优化原则优选关联结果。本发明解决了摆脱了传统方法对观测弧段初轨根数的依赖性，大大提高对短弧段/超短弧段观测数据的适用性。