石 晶， 谭 勇， 陈桂波， 李 霜， 蔡红星*

1. 长春理工大学物理学院， 吉林 长春 130022

2. 长春理工大学电子信息工程学院， 吉林 长春 130022

引 言

目前随着航天事业的快速发展， 进入太空中的空间目标的数量逐年增加， 产生的空间碎片也随之增多。 目标体积的小型化、 形状的多样化、 表面的复杂化为人类探索空间目标提出了新的挑战， 目标探测以及目标特性的反演就显得尤为重要。

空间碎片在陨落过程中， 会与大气层发生摩擦， 高温、 高压使其融化和解体。 由于空间碎片体积大小不确定， 材质种类不确定， 这些碎片陨落时携带的高速热流会对地面的生态系统造成威胁， 并危及人类的生产生活安全。 除了有高速热流和机械撞击危险， 还可能会对环境造成化学和放射性污染， 后果十分严重。 如果陨落在人口稠密区， 甚至陨落在都市， 其后果不堪设想[1-3]。 基于此危害， 空间碎片的种类及材质识别急需解决， 根据碎片材质及面积比例判断碎片种类， 准确进行空间碎片陨落预警亟需新的手段及技术方法。

空间目标表面光学信号主要是目标反射太阳光产生的， 探测得到的目标光学信息是目标表面材料、 外形结构、 尺寸、 姿态等物理属性参量的函数[4-5]。

近几年来, 针对空间碎片材料表面可见光波段双向反射分布函数(BRDF)测量较多， 测量手段以光度、 图像仿真为主, 给出了多种空间目标材料BRDF 的实验室测量方法以及建模方法[6-8]， 并建立了基于BRDF的空间目标图像仿真方法[9-12]。……