基于"软件定义卫星"的思想,本文展示了一套利用天基观测序列对非合作目标进行三维重建的软件系统。考虑卫星与地面用户的交互性,该软件由两部分组成:星上云节点软件以及地面用户软件。在该软件系统中,普通用户可以通过地面用户软件,实时观测太空中非合作目标的三维结构,加强对太空的了解;对科研人员而言,对非合作目标的三维重建是对非合作目标进行抓取、捕获、提供在轨服务等进一步研究的基础。考虑到对非合作目标定轨、定姿的进一步需求,本系统提供了提供三维重建中生成的匹配特征点的位置信息以及非合作目标与摄像机本体之间的向量信息。本系统采用基于SFM和CWMS/PMVS的三维重建方法,由于空间非合作目标成像数据缺乏,本文采用地面仿真数据进行实验,结果表明,使用该方法可以完成对非合作目标的三维重建,重建效果好,并且三维重建中获得的匹配点数据可以对非合作目标的定姿、定轨提供数据支持。