本发明提供一种微推力作用下的纳星时间最优轨迹优化方法，以微推力作用下纳星抵近时间最优作为优化目标，建立包含哈密顿函数、协态方程、推力控制函数的两点边值问题。利用纳星位置及其协态变量、速度及其协态变量，建立状态方程，利用两点边值问题的解和纳星抵近相对距离实时值，建立量测方程；将轨迹分为多段，以抵近相对距离控制在一定范围内为结束条件，利用容积卡尔曼滤波方法求解状态方程和量测方程，并且每一段滤波终端位置和速度的估计值作为下一段滤波的初始值，每段滤波仅更新协态变量初值。该方法可以获得最优抵近轨迹及推力施加情况。