高轨高分辨率卫星对地观测技术是未来对地观测技术发展的重要方向。高轨卫星具有更高的运行轨道、更大的地面覆盖区域和更加规律的重访周期,但轨道高的特点同时也导致其空间分辨率低。随着高分辨率卫星的发展,高轨卫星空间分辨率低的缺点得到改善,可以完成更加复杂的观测任务,如移动目标搜索跟踪和周期性监测目标。基于此,本文针对具有双轴姿态机动能力的高轨高分辨率卫星对移动目标跟踪的任务规划问题进行研究。首先阐述了高轨卫星移动目标跟踪任务规划的特点和流程,在此基础上分析问题的约束条件并确定了优化目标;然后给出了高轨卫星移动目标跟踪任务规划过程中一些重要环节涉及的方法:目标点大地经纬度与地固坐标系的转换、由观测视场中心点经纬度计算卫星姿态、卫星姿态机动方案及姿态机动时间的计算方法、由卫星姿态计算视场中心经纬度和视场覆盖范围的计算方法。然后对移动目标运动预测算法进行研究。建立了目标高斯运动模型,并推导出基于高斯分布的目标转移概率密度函数,分别针对单先验点、双先验点和多先验点的情况确定转移概率的计算方法,在此基础上给出了目标分布先验概率的计算方法和流程,并采用贝叶斯规则更新目标分布的后验概率。此外,针对单个移动目标跟踪问题的特点,设计了基于九宫格相邻视场转移的指向跟踪算法,通过合理设计相邻观测视场重叠宽度以避免移动目标丢失,提高观测视场利用率;针对高轨卫星对多个移动目标跟踪问题的特点,提出一种基于周期观测调度的跟踪算法,将问题分解为两个子问题:高轨卫星在多个目标之间的调度问题和对每个目标的跟踪问题。并分别设计仿真实验对两种跟踪算法进行验证。最后,针对本文的研究内容,在Visual Studio 2010平台使用C#语言进行移动目标跟踪仿真软件开发,实现对本文的高轨卫星移动目标跟踪任务规划算法可视化动态验证。