随着成像卫星硬件工艺不断取得突破,其具备的能力也日趋强大,而卫星能力的增强进而牵引出了更高的应用诉求。星上当前已经具备了可观的计算能力、自身资源感知能力、实时任务需求接收探测能力。在这个背景下,卫星有能力实现从单纯的指令执行单元到糅合规划与执行于一体的智能单元的转变,从而真正解放卫星强大的对地探测能力,完成更多的用户方任务需求。目前星上自主任务规划方法的研究尚不完备,多采用重规划的思想,地面仍是作为任务规划的主体,未能体现星上自主的独立地位。所以,在卫星向智能化方向发展的背景下,对完全自主环境下的星自主任务规划方法进行研究能弥补这一领域的空白,具有重大的理论及现实意义。敏捷卫星作为当前遥测领域最新一代的对地观测卫星,是对地观测卫星未来的重要发展方向之一,因此本文将敏捷卫星作为了课题研究的主体。当前普遍采用的任务规划模式在对应急任务进行处理时时具有执行周期长、实效性差、测控资源冲突明显等缺陷,因此本文对星上自主任务规划的需求性和必要性展开了较为充分的分析与论证。而后根据规划以及调度理论的知识方法,对敏捷卫星面临的星上自主任务规划问题进行了标准化的描述,从实际工程角度出发提出了一些合理的假设,考虑敏捷卫星任务规划的时序依赖特性,针对多阶段触发式的自主任务规划模式,构建了对应的约束满足数学模型。敏捷卫星星上自主任务规划问题是NP-Hard难题,在实际工程领域通常利用启发式算法来进行问题求解,但使用通用的启发式规则算法往往不能取得令人满意的求解效果。本文提出的基于遗传规划的规则演化方法,可以为任何给定的敏捷卫星星上自主任务规划问题实例自动演化适合的构造性启发式规则。遗传规划中的个体是对应启发式规则的数学函数,而后通过使用一种基于时序的构造性启发式算法将启发式规则映射为具体场景的一个观测方案,得到相应的规则适应值,进而对启发式规则进行演化,找到适合于该场景的最佳规则,而后通过对场景集进行泛化处理,可以获得星上自主任务规划问题需要的全场景规则集。最后根据卫星工作参数以及任务场景参数进行了算例设计,并依此进行了对比仿真实验,选用卫星对地观测领域常用的评估指标,利用多组实验对基于演化规则的星上自主任务规划方法和其他常用规划方法进行了对比和分析。实验结果验证了基于演化规则的星上自主任务规划方法在多种任务规模场景下的性能。