面向区域目标观测的多星调度是指在短时间内需要对一个较大区域进行成像,而单颗卫星成像的幅宽不够,为了满足这种需求,常常使用多颗卫星以联合成像的方式实现对较大区域的覆盖。近年来,利用多星对区域目标的协同观测在工程应用方面的需求日益复杂化,在实际应用中,由于灾情程度的差异以及监测目标活动范围的限制,导致目标区域内待观测目标的重要性不同,其相对应的观测收益有所不同。那么如何在资源有限的情况下,安排观测方案使观测总收益最大是亟待解决的问题。本文对面向区域目标观测的多星调度方法展开深入研究,基于区域目标内部观测收益不均等的特性,详细描述了成像卫星运行流程后,提出面向区域目标观测的多星调度方法的求解框架,把面向区域目标观测的多星调度问题划分成区域目标分割和任务规划两个问题进行求解。首先针对多颗异质轨道卫星的特点,改进传统的区域目标平行分割方法,利用卫星的侧摆角度,枚举卫星每次观测机会下的所有可访问的观测模式,设计基于单元格的条带动态分割算法(Cell-based Dynamic Stripe Segmentation Method,CDSSM);然后建立面向观测收益不均等的区域目标多星调度模型,并设计了基于权重优先策略的启发式算法(Weight Priority Strategy Heuristic,WPSH),同时提出了随机变邻域局部搜索算法(Random Neighborhood Local Search,RNLS),两种算法均用于任务规划阶段。最后利用成像卫星分析覆盖系统进行仿真实验,验证CDSSM算法比平行分割算法观测收益提高约19%,覆盖率提高约22%;RNLS算法比WPSH算法的观测收益平均提升约4.5%,且求解质量较稳定。