航天员回到舱内后，地面遥控发出释放指令，包带解锁，伴星由弹簧机构推出进入既定轨道，开始第一阶段定向观测任务。
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。[点击详细]
伴飞小卫星由中科院上海微小卫星工程中心研制，采用了两舱结构一体化设计，用轻型镁合金材料作为主结构框架，整星重量不超过40公斤，卫星具有光学成像、大容量压缩存储、机动变轨、自主导航、多模式指向、测控数传等多种功能。
伴星技术是国际航天领域的一项重要应用技术，神舟七号飞船开展这项工作的任务目标是：
试验和验证伴星在轨释放技术；
伴星释放后，对飞船进行照相和视频观测；
在返回舱返回后，由地面测控系统控制，择机进行对轨道舱形成伴随飞行轨道的试验，为载人航天工程后续任务中交会对接和拓展空间应用领域奠定技术基础。[点击详细]
中国载人航天工程测控通信系统上升段分系统主任设计师卢立常说，伴飞小卫星释放后，如果不进行及时测控，伴星与飞船的距离将会越拉越远。要想使小卫星能够围绕轨道舱运行起来，必须对轨道舱和伴飞小卫星进行测控。 [点击详细]
