本发明涉及一种基于恒星角距的空间相机在轨内定标方法，该方法包括：星图序列打乱顺序，结合主点旋转成像进行主点、主距解算，多项式畸变系数解算，输出定标结果及残差量。由于采用了绕主点旋转成像的迭代模式，有效应对了恒星布局不平衡对主点定标精度的影响。此外，分两步先求解主点、主距，再解算畸变系数，并采用了Kalman递归滤波策略，即有效抑制内方位参数间的耦合问题，又有效抑制星点提取随机噪声对定标精度的影响。方法适用于无法获取精确姿态测量下的在轨内定标，并对恒星布局有一定鲁棒性。