本发明公开了一种基于因式分解和ISEA的空间目标三维重构方法,包括:对空间目标大角度ISAR回波数据进行预处理和成像,得到若干帧ISAR图像序列;对ISAR图像序列中的部分关键特征点进行提取得到航迹矩阵,并利用因式分解方法估计投影矩阵;以散射点在ISAR图像序列上的能量积累值为优化的目标函数,利用粒子群优化算法搜索重构空间目标散射中心的三维分布,得到散射中心的初始集合;基于投影矩阵,将初始集合中的散射中心投影到ISAR图像序列中相应的位置,以对初始集合中的错误点进行剔除,从而得到最终的空间目标三维重构散射中心集合。本发明大幅降低了散射中心提取和关联的难度,并克服了现有ISEA算法无法对运动参数未知的空间目标进行重构的问题。