随着天地一体化信息网络的不断发展,卫星在抢险救灾、应急通信、战场情报侦察和军事目标识别等突发事件中扮演着越来越重要的角色,是获取信息的重要技术手段。任务规划方法的有效性是影响卫星网络整体系统性能的关键因素,如何快速、高效地制订任务执行计划,进而有效而合理地使用卫星资源,是目前研究的重点。作为天地联系的桥梁,测控系统是卫星网络中不可或缺的一部分。随着网络规模的扩大,用户向卫星管控部门提出的任务需求快速增加,导致测控需求急剧增长。然而我国的测控设备位置相对集中,星站可见弧段持续时间较短,在多星同时过境时资源争夺的情况严重,导致测控资源紧缺的程度加重。另一方面,我国的卫星分别隶属于不同的系统,各系统间缺乏协调与调度能力,不同系统以申请的方式进行信息交互制约了突发任务快速响应的需求。突发任务具有紧迫性的特点,使得卫星测控必须在较短的时间窗口内完成,当短期内出现大量测控需求时,会给地面测控支持系统的资源配置带来很大压力。同时,不同于常规任务的任务规划,突发任务规划需快速响应任务需求,由于任务具有更为苛刻的时间约束,使得突发任务调度既需要满足序列优化和资源优化的需求,又要满足任务高时效性的要求,而测运控隔离的现状减缓了任务的响应速度,可能导致任务失效,这给突发任务的规划提出了更高的要求。在有限资源的情况下,测控需求急剧增长导致突发任务完成率较低,卫星系统隔离的现状导致突发任务响应速度慢,这些问题给卫星网络突发任务规划带来极大的挑战。在此背景下,为了保证高并发突发任务完成率的同时保障常规任务的完成性能,本文设计了基于模拟退火算法的突发任务规划方法,进一步,为了提升任务响应速度,提出了测运控一体式的突发任务规划方法,最后设计并搭建了仿真系统,验证所提方法的有效性。具体研究内容如下:1.针对高并发场景的突发任务调度完成率低的问题,提出了一种基于模拟退火算法的突发任务规划方法。首先,分析了测控突发任务场景下存在的特点和约束,建立了约束满足模型。基于该模型,设计了基于任务冲突度的任务排序规则,并且对常规任务优先采取同圈、临圈转移的策略,进而提出了基于转移策略的冲突度排序任务调度算法。为了使突发任务更加高效执行同时保障常规任务的性能,本论文进一步通过设计随机采样邻域结构以及搜索过程中的快速搜索、回火机制和扰动处理,提出了基于模拟退火算法的突发任务规划方法。最后,通过仿真验证了算法可以支持高并发的突发任务,并且在提升突发任务完成率的同时,保证了对常规任务的影响最小,进而使得网络整体性能得以保障。2.针对目前测运控分离现状导致突发任务响应速度慢、资源利用率低的问题,提出了测运控一体式的突发任务规划方法。首先,分析了目前任务响应的过程中存在的时间长、效率低的问题,构建了测运控一体式的框架。基于此框架,本论文将以任务总收益最大化为目标的突发任务调度问题建模成为约束满足模型,进而转化为基于图论的模型。基于该模型,提出了基于卫星可用资源图的测运控一体突发任务规划方法。最后,通过仿真验证了方法可以加快突发任务的响应速度,提升资源利用率。3.针对目前仿真系统独立性强、接口不完善问题,设计并搭建了空间信息网络任务规划仿真系统。系统的核心硬件设备为工业控制计算机,组成包括地面网络管控中心、卫星终端和验证场景。系统可以模拟实际工程中接收用户需求、任务规划、分发指令、卫星观测和数据回传等一系列动作,对算法规划的结果进行2D、3D动画演示,验证算法的性能。