随着我国航天事业的不断发展,卫星在军事、农业、商业等应用领域发挥越来越重要的作用。成像卫星任务规划就是综合考虑卫星、地面站等资源以及来自不同用户的需求的基础上,通过制定无冲突的调度方案将有限的资源实现利用率最大化。成像卫星任务规划问题属于复杂的组合优化问题,随着问题的规模的增加,解空间也成指数倍增长。量子遗传算法作为遗传算法的新的衍生算法,具有收敛快、多并行等优点,被用于组合优化、函数优化、通信、图像、自动控制、路径规划等领域,展现出了良好的效果。本文结合成像卫星在现代社会的应用需求,采用量子遗传算法求解多星任务规划问题。首先分析了多星联合任务规划问题的原理和方法,建立了多星联合调度模型,考虑卫星的存储、能量、姿态调整等因素,分析了问题的输入和输出;其次建立了基于量子遗传算法的求解过程,设计了一种新型的编码方式,将问题的求解分为两个阶段:时间窗选择阶段和构造时间窗序列阶段,建立了无圈有向图模型,把问题转化为路径规划问题,设计了两种数据下传任务安排策略;最后,本文对算法进行了仿真实验,与CPLEX以及贪婪算法(GRA)、基于冲突度规则的启发式算法(CHA)和基本遗传算法(GA)进行了对比,仿真实验的结果表明,相比于其他算法,量子遗传算法适用性更好,能够获得较高质量且较稳定的可行解。