光度观测是地基观测空间目标的主要观测手段之一，利用空间目标的光度信息能够估计空间目标的相关特征信息。为了更好地了解空间目标旋转状态，选取具有代表性的猎鹰九号火箭末级作为研究对象，由其光变信息研究旋转状态。首先利用云南天文台1.2米光学望远镜获取猎鹰九号火箭末级的光度数据，再对目标星等进行斜距归一化，得到目标光变信息并分析目标星等随时间变化的光变曲线，估计其大致的旋转周期，再由相位离散最小化方法计算出会合周期。根据太阳、目标和测站之间的位置关系、惯性主轴指向、旋转轴指向、初始相位等因素，采用姿态旋转矩阵来计算理论星等，利用最小二乘原则确定惯性主轴方向及初相角度、旋转轴指向。最后给出了猎鹰九号火箭末级的旋转周期，会合周期以及旋转轴指向等参数，为后续开展其他空间目标光度信息研究提供参考。