본 논문에서는 초소형 위성에서 단안 카메라만을 활용하여 딥러닝 기반으로 목표 위성의 상대 항법 정보를 실시간으로 추정하는 방법을 제안하였다. 초소형 위성의 공간 제약을 극복하기 위해 단안 카메라를 사용하면서도 딥러닝 기반 특징점 추출기로 강인성을 향상하였고, 평균 0.36초의 빠른 연산 시간을 통해 실시간 추정을 달성하고자 하였다. 이를 위해 오프라인 과정에서 2D 특징점, 3D 모델 특징점, 바운딩 박스를 계산하고, 온라인에서는 You Only Look Once v5(YOLOv5)로 객체 탐지, High-Resolution Representation Network(HRNet)으로 특징점 추출, Efficient Perspective-n-Point (EPnP)로 최종 자세와 위치를 추정하는 파이프라인을 구축하였다. 제안 방식은 기존 대비 향상된 성능을 보였으며, 시뮬레이션에서 10m 이내 거리에서 위치오차 0.049m, 자세오차 0.521도의 양호한 결과를 얻어 초소형 위성 상대항법 추정에 활용할 수 있음을 입증하였다.