Con el objetivo de la estimación de la pose relativa de objetivos no cooperativos en tareas de gestión del tráfico espacial, se propone un método de estimación de pose en dos pasos, basado en líneas rectas que se intersectan espacialmente, que incluye principalmente tres aspectos: (1) Utilizar visión binocular para reconstruir la línea recta espacial y, basándose en el vector de dirección de la línea recta y la intersección de la línea recta, resolver la pose del objetivo medido en el sistema de coordenadas de medición y obtener el valor inicial de la estimación de pose. (2) Analizar la incertidumbre de la imagen de la línea recta espacial, construir la matriz de descripción de incertidumbre de la línea y filtrar las características de la línea, en consecuencia. (3) Analizar los problemas existentes en la medición de distancia lineal actual, construir el error de retroproyección lineal espacial en el espacio de coordenadas paramétricas y utilizar la incertidumbre de imagen lineal para ponderar el término de error de proyección y establecer la función objetivo de optimización de la estimación de pose. Finalmente, se utiliza un algoritmo de optimización no lineal para resolver iterativamente el problema de optimización anterior, para obtener resultados de estimación de pose de alta precisión. Los resultados experimentales muestran que el algoritmo de estimación de pose en dos pasos, propuesto en este documento, puede lograr de manera efectiva una estimación de pose de alta precisión y robusta para objetivos espaciales no cooperativos. Cuando la distancia de medición es de 10 m, la precisión de posición puede alcanzar 10 mm y la precisión de medición de actitud puede alcanzar 1 grado, lo que cumple con los requisitos de precisión de estimación de pose para la gestión del tráfico espacial.