本发明公开了一种基于失效卫星表面参考点的相对位姿动力学建模方法，属于航天导航建模技术领域。该方法首先利用追踪星上的观测相机对失效卫星进行在轨拍照，并在失效卫星表面确定一个兴趣区域，然后建立便于相对位姿动力学模型推导的参考坐标系和兴趣坐标系，最后在此基础上，基于Hill方程和姿态动力学模型，根据失效卫星的运动规律以及追踪星与失效卫星上兴趣区域的关系，建立相对于失效卫星表面的相对位姿耦合动力学模型。本发明能够充分结合非合作失效卫星的特性，合理选择相对位姿动力学建模对象，适合于失效卫星的交会对接与捕获等在轨操作的实现。