由于人类太空活动日益增多，太空中产生越来越多的空间碎片，对在轨航天器造成严重的威胁。随着我国在轨目标飞行器的成功发射，我国长寿命、高可靠性、大型航天器将面临着对0.1~10cm之间的空间碎片进行在轨实时感知的问题。为了对航天器在轨健康监测、系统修复和航天员逃生决策制定等提供服务支持，需要广泛开展各种空间碎片在轨感知技术的研究。本文正是为了能够对空间碎片的撞击实时感知，开展了基于PVDF的空间碎片在轨感知技术研究。PVDF压电薄膜是一种高分子聚合材料，被广泛的应用到各个领域中。PVDF压电薄膜还被应用到空间碎片、宇宙尘埃的探测中，并且取得了一定应用效果。本文通过使用三种不同形式的PVDF压电传感器（SDT1传感器、PVDF压电薄膜、二维PVDF压电薄膜），实现了在轨感知系统对高速撞击的感知、定位、靶板损伤初步识别、以及撞击参数获取能力。利用SDT1传感器，获取碎片高速撞击的声发射信号、测量声发射信号传播速度，分析信号的时域、频域特点，以及信号的模态特征，并对其所测声发射信号S0模态的幅值衰减进行了定量分析，最终获得其对高速撞击的定位能力。利用PVDF压电薄膜在受到高速碎片撞击破损时发生去极化效应，而产生的快速脉冲，有效地区分了碎片撞击靶板后，靶板成坑和穿孔两种损伤模式。同时针对二维PVDF压电薄膜的特点，设计相应的传感器电路，将其输出信号数字化，使其具有获取高速撞击位置及空间碎片参数等能力。研究表明二维PVDF同时还具有对多块碎片撞击的识别能力。最后，结合以上三种PVDF传感器，对基于PVDF的空间碎片在轨感知系统进行了展望。