空间飞行器应用系统是一个多学科、多层次、多仪器、多运控模式的复杂系统，由很多有效载荷组成。由于载荷工作条件的复杂性，必需根据空间飞行器飞行状态来合理安排有效载荷的运行，确定有效载荷的运控模式，并且需要进行大量的仿真计算和数据处理，原有的空间飞行器有效载荷的运控一般是由人工来进行的，工作量大且繁杂，难于适应轨道、测控资源等因素的变化。本文就是基于以上的实际工程背景，对空间飞行器有效载荷运控模式进行优化设计。本文首先介绍了遗传算法（GA）的特点和适用的优化问题，从理论上阐述了将其用在空间飞行器有效载荷运控模式设计上的可行性。随后，以有效载荷的实际工作环境为基础，改进了遗传算法，使之更符合空间飞行器有效载荷运控模式的需要，提出了基于遗传算法的空间飞行器有效载荷运控模式的优化设计思路。在此基础上，提出了具体的算法，并进行了运控仿真系统的软件设计，利用C++语言实现了GA算法。本文最后结合工程实际，得出了仿真结果，仿真结果表明该算法用于有效载荷运控模式设计是可行的、有效的，并探讨了该设计以后需要改进之处和发展方向。