空间目标光学观测作为高精度的探测方式,具有更为直观、敏感度高等特点,在空间目标探测中具有不可替代的作用。对距离非常远或尺寸小的目标,光学成像的方法已经难以分辨它的形态,而目标的光学辐射特性成为辨别其属性或特征的重要技术途径,获取空间目标的光度随时间变化特性、光谱特性、偏振特性有助于判别空间目标的属性或特征如尺寸、形状、材料组成等,这也是本文重点研究的科学问题。　　 论文介绍了空间目标光信号计算和特征提取方法,在实验室测量了空间目标常用材料的反射特性,根据时序测光、光谱观测、偏振观测的方法对空间目标的形态进行分析,并基于理论和实验测量结果对空间目标光度特性建模,比较已知空间目标的光学观测结果与模型计算结果,证明了模型的正确性和目标特征提取方法的可行性。获得以下结论:　　 (1)根据空间目标的时序光度曲线能判别出正常运行目标与失效目标,空间目标光度曲线的峰值形状和出现位置包含了目标材料与行为特征,球形目标和简单形状的三轴稳定目标的光度曲线可以用基于理论与实验数据的光度计算模型来解释。　　 (2)空间目标光谱可以表征为组成目标的每种材料的光谱乘以比例因子的线性模型,比较目标观测光谱与实验室测量的材料光谱,对于某些空间目标,能判定组成目标的通用材料。采用光谱结合时序的观测方法,能够提取出目标不同部件的细节特征。　　 (3)空间目标的偏振测量结果在一定程度上反映了太阳能电池板的状态。　　 鉴于上述结论的获得是一种与已知样本的结果的比较,其普适性和精度水平有待于进一步验证,而且验证是一个较为复杂的过程,因此上述结论只是初步的,但对空间目标的特征提取是有重要意义的。