本发明提供一种基于目标检测与图像配准的轨道高精度对齐方法及系统，包括以下步骤：步骤S1，先对目标区域通过目标检测进行初步匹配；步骤S2，搜索初步匹配后所有尺度空间上的关键点位置，进行关键点提取；步骤S3，通过拟合模型对提取的关键点进行定位，确定关键点的梯度分布特征和方向分布特征；步骤S4，构建关键点的特征向量来进行特征比对，根据关键点的位置、尺度和方向建立每一个关键点的描述符；步骤S5，通过图像关键点匹配来实现与原图像的对齐。本发明能够将图像对齐精确到像素级，很好地针对轨道场景实现了快速且精确的关键点匹配和图像对齐，对信息量的度量极具实际意义，为后续对轨道异常检测提供了很好的数据基础。