徐 融，梁奕瑾，杨海龙，祝 竺，赵 飞

（1.上海卫星工程研究所，上海 201109；2.中国科学院 空天信息创新研究院，北京 100094）

0 引言

随着人类航天活动日益频繁，地球轨道空间碎片数量与日俱增，航天资产的安全面临严重威胁［1］。远距离探测识别空间碎片的材质、类型、尺寸，并在轨道编目的基础上进行光学特征编目，可为卫星防护、在轨服务、碎片清除等任务提供参考依据。由于空间碎片探测距离远、体积小、观测几何条件变化大，基于空间点目标光度光谱特性的探测识别是目前较为可行的手段［2-3］。

空间碎片本身不发光，其亮度来自于表面材质反射的太阳光。对空间碎片进行光谱观测，其本质是获取目标反射的太阳光谱，测量光谱受目标的光照-探测几何关系及表面材质的组成、结构、角度、混合比率等多种因素影响［4］。通过测量碎片的可见光光谱，结合已知的材质光谱双向反射分布函数（Bidirectional Reflectance Distribution Function，BRDF）数据库，可在一定程度上反演碎片材质类型和组成［5］。然而，反演效果一方面受限于光谱测量精度和定标精度，另一方面受限于数据库的完备性和准确性，使得反演结果存在较大的不确定性［6］。另外，典型碎片表面材质（如太阳能电池板、聚酰亚胺包覆膜、铝材等）都表现出明显的镜面反射特性。在空间中太阳光单一光源的照射下，由于表面材质的结构、组成和角度的不同，在空间碎片的光度光谱观测数据中呈现出大量激烈变化的突变和尖峰，更对基于光谱强度线性混合模型的光谱反演造成了困难［7-8］。……