随着航天技术的不断发展,人们对卫星的依赖越来越强,卫星日常执行观测的任务数量不断增加,要更有效的执行这些任务就需要研究任务规划方法。卫星任务规划的主要目的是将合适的任务分配给合适的卫星执行,以在卫星资源有限的情况下获得更好的任务执行效果。用户提出的任务需求往往较为模糊,与具体指令相隔甚远。采用任务预处理后分配的方式需要考虑多个卫星载荷的约束限制,随着卫星敏捷性的增强,这样的做法会使得问题求解难度大幅度提高。文章采用任务自组织的方式用于执行这类高级模糊任务。该方法将卫星系统视为可以进行任务规划与执行的智能体。单颗卫星根据能力与相应方法执行简单重复的动作,通过有限的通信,使系统整体能够完成超过单颗卫星能力的任务。首先,对卫星任务分配的研究现状及发展趋势进行详细介绍,明确目前研究中本文所采用的部分知识。在此基础上对任务自组织进行研究,明确任务自组织的原理与适用性。其次,对卫星系统进行建模。本文中卫星在执行任务时需要考虑自身能力特点,因此对卫星在轨执行任务常用坐标系及其转换、卫星成像原理及任务约束、轨道递推公式进行了详细的阐述。并在问题假设与简化的基础上建立卫星任务自组织系统的模型,用于执行任务自组织。之后,针对多星区域观测任务进行研究。建立观测资源模型,单颗卫星根据任务要求构造收益函数,基于收益最高的贪心算法作为单颗卫星的决策方法;卫星系统通过建立任务区域模型得到的信息素浓度图实现间接通信,明确任务自组织实现流程并对典型动态事件进行分析给出解决方案。通过设计仿真实验验证该方法的有效性与适用性。最后,针对多星协同搜索任务进行研究。对覆盖搜索问题中的目标逃逸情况进行分析,建立回寻式搜索模型用于单颗卫星执行搜索任务。对多星协同搜索任务中的不同情况进行分析,建立多星并排回寻搜索模型与连续过境卫星搜索模型,用于在不同情况下实现多星间的协同合作。模型中的关键输入量对执行任务结果的影响进行分析,根据任务需求给出参数选取方案并明确任务自组织流程,并通过仿真验证典型情况下该方法的有效性。