空间碎片是伴随人类航天发射活动而产生的太空垃圾,包括火箭箭体、寿终航天器等。这些碎片分布在高度200-36000km的地球轨道上,以7～8km/s的速度高速运动,一旦与在役航天器发生碰撞,巨大的碰撞动能足以破坏航天器的结构,导致灾难性航天事故的发生。随着人类和平开发利用外空资源步伐的加快,航天发射活动日益频繁,空间碎片环境日趋恶化。时至今日,空间碎片问题已成为全球共同面临的空间环境污染问题,如不采取有效措施,可以预见的将来,空间碎片将成为制约人类航天活动和开发利用外空资源的根本因素。中高轨空间碎片的光学观测研究是近年来空间碎片研究的重要课题之一,它在目标的探测、跟踪、识别等领域有着广阔的应用前景,已激发了广大科研工作者的浓厚兴趣,国内外许多单位或机构也陆续加入到空间碎片的光学观测中来。空间碎片本身不发光,但可以通过反射太阳等其他光源的光而发亮。基于地基望远镜的测光观测,可以获取空间碎片的光度变化(光变曲线)和位置变化(运行轨迹)特征,进而判断空间碎片的几何特征与运动姿态。山东大学威海天文台坐落于山东半岛最东端,配备有lm口径反射望远镜,望远镜成像质量良好,机械性能优异,投入空间碎片观测研究,可以扩展国内空间碎片观测网络的覆盖范围。本文以山东大学威海天文台为研究平台,从空间碎片光学探测的需求出发,系统研究了空间碎片测光观测和图像处理的基本原理,并使用IDL语言开发了一套空间碎片数据处理系统：SO-PhAst。经实测数据检验,该系统具有良好的稳定性与精确度,可以大大提高空间碎片的数据处理效率和自动化程度。此外,本文对中轨目标01361和高轨目标28707进行了观测,并使用SO-PhAst对观测图像进行了测光处理,得到目标光度随时间以及相位角的变化曲线。对光变曲线分析得知,空间碎片的光度变化与相位角、目标的几何特征和运动姿态存在密切关系。