随着人类空间活动的增多,空间碎片问题日趋严重,为了维护空间环境安全,各国均在积极发展空间目标监视技术。本文以自然科学基金项目“低轨空间目标天基大视场光学监视关键技术研究”为研究背景,开展了天基光学弱小空间目标检测的若干关键技术研究,为空间目标探测提供理论基础和技术支撑。全文共分为三个部分:第一部分开展了天基大视场观测图像空间辐射干扰抑制算法的研究。首先分析了天基观测中的空间辐射环境以及辐射效应。然后结合空间辐射噪声的灰度特征、分布特征以及几何特征,提出了一种基于多特征的空间辐射干扰抑制算法。最后通过仿真实验验证了该算法能够有效抑制空间辐射噪声。第二部分开展了天基大视场恒星目标检测与抑制算法的研究。首先针对帧间位置发生移动的恒星目标,提出了一种基于改进Hausdorff距离的算法,能够快速有效地完成序列图像的匹配。然后在此基础上,提出了一种基于观测图像序列匹配的恒星目标检测与抑制算法,采用质心配准与膨胀差分相结合的方法完成恒星目标的抑制。最后通过仿真验证了该算法能有效消除恒星目标。第三部分开展了天基大视场弱小空间目标检测方法研究。首先分析了天基大视场观测系统中低轨空间目标的运动特性。然后在第一部分和第二部分研究的基础上,结合空间目标的运动规律,提出了一种基于RANSAC的弱小空间目标检测算法,采用曲线模型进行航迹关联从而确认空间目标。最后通过实验验证了本文算法能有效检测低信噪比条件下的空间目标。