Este documento presenta una rutina de estimación de pose para rastrear la actitud y posición de una nave espacial tumulante no cooperativa durante un encuentro a corta distancia. La innovación clave es el uso de un sensor de Dispositivo Mezclador Fotónico (PMD) por primera vez durante la proximidad espacial para rastrear la pose del objetivo no cooperativo. Este sensor requiere un menor consumo de energía y una mayor resolución en comparación con los sensores LiDAR de detección y rango de identificación de luz de destello existentes. Además, el sensor PMD proporciona dos mediciones diferentes al mismo tiempo: información de profundidad (nube de puntos) y amplitud de la señal reflejada, que genera una imagen en escala de grises. En este documento, se propone una técnica de navegación híbrida basada en modelos que emplea ambas mediciones. La técnica principal de estimación de pose es el algoritmo iterativo de puntos cerrados con calibración inversa, que se basa en la imagen de profundidad. La segunda técnica es una tubería de procesamiento de imágenes que genera un conjunto de correspondencias de características 2D a 3D entre la imagen de amplitud y el modelo de la nave espacial, seguido del algoritmo de Puntos en Perspectiva Eficiente (EPnP) para la estimación de pose. De esta manera, obtenemos una estimación redundante del estado actual del objetivo en tiempo real sin redundancia de hardware. La metodología de navegación propuesta se prueba en el Simulador de Operaciones de Proximidad Europeo del Centro Aeroespacial Alemán (DLR). La técnica de navegación híbrida muestra la capacidad de garantizar una estimación robusta de la pose de un objetivo tumulante no cooperativo bajo condiciones de iluminación severas. De hecho, la técnica basada en EPnP permite superar las limitaciones de la técnica primaria cuando surgen condiciones de iluminación difíciles.