La localización precisa de objetivos no cooperativos es importante para mantener los entornos operativos de las naves espaciales en órbita. Con el fin de abordar los desafíos de la localización de objetivos no cooperativos durante encuentros no coplanares, este estudio desarrolla un esquema de localización cooperativa distribuida. Primero, se propone un método de posicionamiento de tres líneas de visión para objetivos de largo alcance en órbitas no coplanares. En segundo lugar, se diseña un filtro de Kalman extendido distribuido basado en un algoritmo de consenso, que reduce las dimensiones de observación y aumenta la robustez del sistema. Posteriormente, el problema de optimización de la configuración de encuentro para objetivos no coplanares de largo alcance se transforma en un problema de optimización numérica. Finalmente, se propone un algoritmo NSGA-III mejorado al introducir un cruce de distribución normal (NDX) y un índice de distribución de mutación similar al coseno para optimizar la configuración de encuentro. Una simulación muestra que los métodos propuestos son efectivos, y el NSGA-III mejorado es superior a los algoritmos tradicionales en términos de rango de búsqueda y velocidad de convergencia. Después de la optimización de la configuración, el rendimiento del sistema ha mejorado considerablemente, con mejor precisión de posicionamiento y mayor robustez.