针对传统遥感图像地面目标识别系统图像获取周期长, 信息实时性差等问题, 设计星载目标快速识别系统, 用于卫星在轨快速识别, 提出改进的基于快速视网膜关键点(FREAK)的特征匹配识别算法, 解决遥感图像数据量大、背景复杂的问题。介绍了星载目标快速识别系统的工作原理, 提出简化的FREAK特征提取模型, 将原有算法的七层模型减少为四层, 用于快速提取出遥感图像中目标特征; 利用二进制量化空间将高维特征数据量化为二维数据, 提高算法的准确度; 最后通过匹配, 快速识别出遥感目标。实验结果表明, 识别算法的准确度平均提高2.3%, 识别用时缩短约27.8%, 满足遥感卫星在轨目标快速识别的要求。