成功发射进入轨道后，两名宇航员将驾驶神舟十一号飞船前往天宫二号空间实验室。天宫二号与神舟十一号飞船的交会对接是建造“太空屋”的关键一步。两架飞机以比子弹速度快8倍的高速撞在一起是极其困难的。
为了验证建造空间站的技术，神舟十一号飞船和天宫二号飞船将在393公里的高度交会对接，这比之前的343公里轨道高了50公里。采用的对接方式也更接近飞行器停泊在空间站的方式。为此，有“三大法宝”保证这次交会对接成功，帮助航天员顺利进入神舟XI飞船与天宫二号组合体，开始太空生活。
微波可以引领天宫和飞船从“相识”、“相遇”到“连接”
中国航天科技集团五院研制的交会对接微波雷达，就像是两个航天器在外太空交会对接的“眼睛”。作为交会对接任务的关键敏感器，它圆满完成了天宫一号与八神、神九与神十的交会对接任务，引领天宫与神舟在数百公里之外“相识”，进而从“相遇”走向“相连”。应用的交会对接微波雷达体积更小，可靠性更高，满足了测量和通信一体化的要求。它是交会对接微波雷达家族的第二代产品。
据专家介绍，第二代产品延续了第一代产品的测量性能。其测量范围上至北京五环一整圈，下至一张桌子的长度。在这么大的跨度内，它的测距精度可以达到一把普通尺子，测角精度可以达到更高一级，相当于人眼测试视力时相邻两排之间的角度。测速的误差基本小于一只蚂蚁的爬行速度。而且相比一代产品，二代产品有三大改进：纤薄、通话、抗冲击：体积重量减半，功耗降至2/3；随着测量和通信的集成，沉默的“眼睛”会说话了。同时可以更好的应对高能粒子的冲击，进一步提高产品的可靠性。
激光雷达可以在中近范围内高精度地测量目标信息。
为了赶上天宫二号，神舟十一号飞船必须随时掌握天宫的实时踪迹。因此，两者都分别配备了激光雷达和光学成像传感器，就像拥有了“批判之眼”，即使太空一片漆黑，也不怕找不到对方。
天宫二号是中国电力科学研究院研制的激光雷达的合作目标，而神舟十一号飞船装有激光雷达主机和信息处理器。探测的基本过程是安装在神舟十一号飞船上的激光雷达系统发射一束激光束，照射天宫二号并返回一个信号，激光雷达系统对接收到的返回信号进行计算分析。
中国电科激光雷达项目副总工程师吴登喜说，激光雷达作为交会对接控制测量的关键传感器之一，将完成对目标距离、角度、变化率等的实时、高精度测量。在中近范围内，支持导航控制系统完成控制任务。天宫二号携带的激光雷达的合作目标上装有特殊的玻璃棱镜，可以从多个方向、大范围反射激光雷达的光学信号，配合激光雷达完成距离、角度等飞行参数的测量，从而保证航天器的精确对接。
未来空间站上可能会有多个方向的接口，需要飞行器从一个接口绕到另一个接口进行对接。因此，后续任务中增加了航天器飞行试验。这时，激光雷达也能发挥重要作用，在对接过程中始终“不眨眼”，引导飞船控制并保证与突出物体有足够的安全距离。
光学传感器能够准确捕捉对接界面，完成对接动作。
当神舟十一号飞船与天宫二号越来越近，从150米的距离到最终完成对接，这个阶段的技术难度和风险都是极高的。此时，天宫二号和神舟十一号飞船仍在高速运动。为了准确地对接在一起，一双敏锐准确的“对接眼”是必不可少的。3354搭载了神舟十一号飞船上的交会对接光学成像敏感器(CRDS)。在近距离向天宫二号靠拢时，可以测量相对位置和姿态，准确捕捉天宫二号对接接口，完成对接动作。
中国航天科技集团五院技术员龚德柱介绍，此次任务中，“天空对接眼”全新升级，太阳杂光抑制能力和目标识别灵敏度大幅提升。在太空中，太阳光的强度是地球的3到5倍，会影响光学传感器的性能，甚至在交会对接过程中容易损坏。以前交会对接时，要选择合适的光照时间，抢一天中几个小时最合适的“窗口期”。天宫二号和神舟十一号飞船已经能够实现准全天候实时对接，这将有力地支持飞船在太空中进行紧急维修和补给或紧急救援航天员。
与此同时，技术人员还将传感器的首次捕获时间增加了33，354个数量级，从大约10秒增加到数百毫秒。传感器从看到目标到做出判断的响应时间也大大缩短。中国航天科技集团五院传感器设计师刘启海说。
