利用太阳方向和地磁信息，伴星实时解算目标方位，并控制相机对飞船定向，首先进行彩色视频观测。

    然后，宽视场相机每3秒获得一幅飞船静态图像，经高效压缩后存储。

    随后，伴星逐渐远离飞船，切换到窄视场相机，继续从多角度获取飞船在轨运行图像。

    20分钟观测任务完成后，伴星从对飞船定向转为对地定向，在测控站上空将存储图像下传地面。

    返回舱返回后，轨道舱仍然在轨飞行。此时，伴星飞行在其后方100多公里的共面轨道上。

    地面测控网通过测距测速确定伴星运行轨道，轨道舱与伴星的轨道数据统一汇集到北京航天飞行控制中心，经过运算分析，生成变轨参数，上注到伴星。

    根据收到的参数，伴星自主调整变轨姿态，在预定时刻实施轨道机动，经过远距离接近，近距离逼近，兼顾控制飘移轨迹形状，伴星逐步接近轨道舱，达到对轨道舱的伴随飞行目标。

    最终通过对轨道参数的精确调整，形成并保持对轨道舱的同轨道面椭圆绕飞。

    伴星成功完成伴飞技术试验后，转入长期管理阶段。

    在3个月留轨寿命期内，由我国航天测控网国内陆上站和北京中心对伴星进行测轨跟踪、遥测、遥控、数据注入等工作，并根据轨道衰减和伴星剩余推进剂的情况合理考虑进行轨道维持。