空间目标监视是光学成像技术的重要应用领域,偏振成像技术作为一种新型光学成像技术,在抑制背景噪声、突出目标轮廓信息、增强图像细节、区分材质和识别伪装等方面具有传统光学成像不可比拟的优势。将偏振成像技术应用于空间目标监视领域,能够有效提高探测距离和被测目标的衬度,改善天基光学成像的质量。因此,深入研究空间目标偏振成像技术具有重要意义。本文在对空间目标偏振成像机理和技术指标进行详细的分析和讨论后,结合国内外空间目标偏振成像方面的实验应用,对空间目标偏振成像技术工程上的实现进行了探索性的研究,搭建了适用于功能型小卫星监视平台的空间目标偏振成像系统。系统主要由主动探测光学单元和偏振成像处理单元两部分组成,采用主动成像方式进行设计,偏振成像处理部分选用Genie Nano-M2450偏振相机并采用同时偏振成像的方法获取偏振图像数据源,选用Xilinx Zynq系列P-SoC作为系统的控制芯片,结合XC7Z020芯片的双核ARM Cortex-A9和FPGA集成架构,完成了空间目标偏振成像系统软硬件协同设计,实现了偏振成像片上系统的自动采集、传输、预处理、存储和显示,并在实验室环境下完成了系统的功能性验证。此外,文中还对国内外的星上信息回收技术进行了探讨,给出空间目标偏振成像系统所存储偏振图像数据的回收方法。偏振成像系统选用USB接口的固态盘存储偏振图像数据,通过USB接口将存储的偏振图像数据上传至PC机。PC机实现偏振序列图像、偏振特征图像的获取,并采用基于离散多小波变换的图像融合算法完成偏振度图像和偏振角图像的融合,进一步验证空间目标偏振成像技术的可行性。实验表明,本文研究的同时偏振成像系统能够有效地抑制背景噪声、提高目标辨识度,为空间目标的分析和编目提供准确信息,在实现空间目标监视平台小型化的同时为空间目标偏振成像技术的实现和工程化奠定基础。