La precisión de la estimación de la pose relativa es una base importante para garantizar la seguridad y estabilidad del reabastecimiento aéreo autónomo (AAR) de vehículos aéreos no tripulados (UAV), y en respuesta a este problema, se propone en este artículo un método de estimación de la pose relativa de los UAV basado en el plano equivalente espacial. El UAV se equivale a un plano poligonal espacial, y de acuerdo con la información de medición de los receptores del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS), se resuelve la ecuación del plano poligonal equivalente a través del vector normal de tres puntos y la suma mínima de cuadrados de la distancia desde los cuatro puntos hasta el plano. Las ecuaciones de la distancia entre los centros geométricos de los dos planos poligonales, el ángulo entre los planos y el ángulo entre las líneas se utilizan para calcular la información de pose relativa de los UAV. Finalmente, se utilizan el entorno de simulación y los parámetros iniciales para la simulación numérica y el análisis de resultados. Los resultados de la simulación muestran que sin considerar el modelo de movimiento del UAV, el método propuesto puede estimar con precisión la información de pose relativa de los UAV. Además, en presencia de errores de medición, el método de estimación de pose relativa basado en el plano de triángulo equivalente puede identificar la posición del punto de medición con el error, y el método de estimación de pose relativa basado en el plano cuadrilátero equivalente tiene buena robustez. Los resultados de la simulación verifican la viabilidad y efectividad del método propuesto.