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提出了一种基于单站光测图像的空间目标姿态估计方法。该方法采用Otsu阈值分割方法对空间目标光测图像进行目标和背景分割,利用LSD直线检测算法提取空间目标太阳能帆板的直线特征,结合测站观测空间目标的跟踪信息,采用面面交会方法解算出卫星太阳能帆板中轴线在指定坐标系下的姿态信息,完成空间目标的指向估计。通过仿真验证了所提算法的性能,表明该算法能够有效地实现空间目标在指定坐标系下的姿态估计。