本发明公开了一种基于单敏感器的卫星定轨定姿方法，首先建立地球全景红外图像模型，获得地球全景红外基准图像，获取红外地球敏感器拍摄的地面红外鱼眼图像，运用Harris角点检测算法、加权Voronoi图和K‑means算法获得候选子区域特征匹配图像，利用多尺度的匹配区筛选方法建立子区域匹配数据库；利用SIFT算法对卫星图像进行特征点提取，并和数据库进行特征点匹配，得到相应的匹配对。对匹配像点坐标进行鱼眼矫正处理后，建立卫星定轨定姿观测模型方程，利用最小二乘法和RANSAC算法解算得到卫星位置和姿态信息。本发明基于单敏感器，可以全天候实时地自主获取卫星的位置和姿态信息，并且满足微小卫星当前的发展研制趋势。