近几十年来,航天技术的迅猛发展,遥感卫星对地成像能力趋于成熟,已经广泛的应用到人类生活的各个领域,例如军事侦查、惯性导航等。随着对地观测任务量越来越多和任务的复杂性,单星已经不能满足这种复杂的宏任务,多星协调规划问题已经成为今后各国的研究重点和热点。特别是针对这种多星多任务协调任务规划模式已经成为现阶段各国研究学者和航天机构所要攻克的主要技术之一。多星多任务系统协调规划主要以满足用户需求为前提,考虑卫星数量、星载能力、卫星的时效性和卫星综合效益为约束条件,建立多星多任务协调规划模型并求解。本文针对多星多任务协调分配方法进行研究,重点解决多颗卫星在对多个任务目标进行对地观测任务中的任务分配问题,实现高机动自主飞行卫星的最优调度问题。针对不同高度的轨道类型、不同载荷能力的卫星平台的多星构成的多任务系统。对多种不同类型的任务进行解析、分配和规划,实现尽量少人为干预的卫星自主运行。具体工作如下:针对卫星自主任务规划问题描述,考虑观测任务的复杂性、任务规划的问题特点、任务规划的主要难点等内容完成成像自主任务规划问题的描述,基于问题描述建立任务规划问题的层次体系和总体流程,为后续的任务规划问题建模和规划算法的设计提供基础支撑和基本思路。针对卫星自主任务规划问题建模,首先根据卫星观测任务的多星、多任务、时效性等要求,分析涉及的天气、能源、存储容量、成像质量等多种环境和资源约束,考虑到实际工程应用的特点,对规划问题进行合理假设,并在合理假设的基础上对任务、卫星以及星群等资源进行统一建模,为后续的规划算法设计提供模型基础。针对所建立的卫星自主任务规划问题,考虑到卫星完成任务的时效性对任务规划方案的求解效率和速度的要求,结合卫星任务规划模型特点设计了基于蚁群算法的卫星自主任务规划算法。利用蚁群算法能够对离散型多目标优化问题求解的特点,发挥蚁群算法的全局求解能力,为卫星任务规划问题进行求解。针对所建立的卫星自主任务规划问题,设计基于合同网的多星多任务协调规划算法,在所设计的算法中,首先构建卫星和任务之间招标者和投标者之间的关系,建立招投标模型,然后以卫星属性和星载载荷为基础建立投标机制,以任务属性为基础建立招标机制,以卫星和任务之间的纽带关系为招标者与投标者之间的协商机制,在此基础上评估规划问题中解寻优问题。