本文从空间碎片监测与研究的需求出发，以实现地球同步轨道空间碎片的光度特性获取、来源分析和分类识别为目的，对空间碎片光度多色特性(即颜色特性)的获取与分析方法进行研究。论文基于光在固体表面的传播理论和空间碎片表面材料的散射和反射特性，针对地球同步轨道空间碎片距离遥远、可视条件呈周期变化的特点，通过理论分析、系统搭建、实测及数据分析，形成了地球同步轨道空间碎片的同时性多波段光学非高分辨成像观测、数据处理及分析的方法。　　多波段的光度测量是获取物体辐射能量分布和颜色特征的有效手段。由于地球同步轨道空间碎片的光度与地球自转、碎片自身的运动状态密切相关，为更精确地实现空间碎片的光度多色特性采集与分析，避免传统基于滤光片转轮的多色测光观测中由于非同时性而引入的测量误差，本文首次提出了使用同时性三通道CCD测光光度计开展同时性观测的方法，该光度计能够实现观测目标在三个可见光波段能量信息的同时获取，这对于研究空间碎片这类快速光变目标的辐射能量分布是非常有效的。　　以同时性三通道CCD测光光度计为研究平台，从基于光度多色特性的地球同步轨道空间碎片识别原理出发，本文尝试系统地将天文多色测光的观测和数据处理方法应用于空间碎片的光度多色特性研究中，发展并形成了一套有效的空间碎片光度多色特性获取方法。基于得到的光度多色特性数据，利用颜色星等图、颜色特征量提取、主成分分析的手段，建立了空间碎片材料特性识别和平台分类的方法。最后，通过验证与应用试验，成功实现了同步轨道空间碎片的来源分析与分类识别。　　本研究的特色与创新点主要在于：一，首次将同时性的多色测光系统应用于空间碎片的特性研究中，实现了空间碎片光度多色特性获取系统；二，形成了空间碎片光度多色特性数据的高精度获取方法，在流量定标方法上进行了深入研究，实现了非测光夜空间碎片光度多色特性数据的有效获取；三，以实际需求和理论分析为指引，发展了空间碎片光度多色特性的定性和定量分析方法，主要包含颜色时序曲线、颜色星等图、双色图、颜色特征量提取等。　　尽管本文的工作是针对地球同步轨道空间碎片的光度多色特性研究开展的，但其研究方法、取得的结论对地球同步轨道空间目标及其它中高轨的空间目标与碎片同样具有重要的参考价值。同时，本文所取得的实验数据和研究成果，为空间碎片的来源分析、分类与识别提供了科学依据，并可向其它观测波段推广。