李荣华，王振宇，陈 凤，肖余之，薛豪鹏

(1. 大连交通大学机械工程学院，大连 116028；2. 上海宇航系统工程研究所，上海 201109)

0 引 言

太空垃圾又称空间碎片或轨道碎片，是指围绕地球轨道的无用人造物体。太空垃圾小到由人造卫星碎片、漆片、粉尘，大到整个飞船残骸构成。其中大型太空垃圾(卫星由于故障或任务结束而被放弃)不但占用其原在的有限轨道资源，还对其他航天器的安全造成不可估计的危害。为解决这一问题，各国陆续开展了对失效卫星的环绕检测、运动跟踪、交会对接、在轨维修等操作[1-4]。而实现这些目的，就必需获取非合作目标的三维空间信息，进行三维模型重建。激光雷达由于其受光照和距离等因素影响小，抗干扰能力强等优点，是目前监测空间目标较为理想的工具，常见的成像方式为线阵式与面阵式[5]。

面阵式激光雷达[6]采用多束密集的激光束直接向各个方向漫射，最大优势是能够快速记录整个场景，避免了扫描过程中目标或激光雷达移动带来的各种问题。但对远距离空间运动，面阵式成像分辨率低，对目标的测量精度仍然不能满足测量要求。线阵式激光雷达在空间作业中，相较于面阵式负载较小，成像分辨率高，获取的线阵数据同样能够用于运动参数估计及三维模型重建。对于静态目标，已知目标与雷达相对运动信息，运用线阵式激光雷达获取不同时刻线阵数据，可直接组合线阵信息得到测量目标的三维模型；……