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随着在轨对地观测卫星数量的逐步增多,地面测控中心对卫星实施管控的压力不断增大,卫星的自主运行将成为一种必然趋势。对地观测卫星自主任务规划是实现此类卫星自主运行的核心,它是指卫星在接收到地面发送的描述任务需求的高级指令后,依据卫星当前的状态、卫星任务涉及的动作集和飞行规则,通过一定的规划求解算法,在轨生成完成任务所必需的带时间戳的动作序列的过程。本文主要研究单颗对地观测卫星自主任务规划问题,研究成果如下:1)分析研究对地观测卫星任务的特点及约束条件。对地观测任务主要包含目标观测、数据传输和轨道机动三种类型的活动,涉及载荷、平台、燃料、数传和时序五方面的约束。2)建立对地观测卫星任务一体化模型。首先给出对地观测卫星任务规划问题的数学描述,分析了其规划属性;然后以PDDL(Planning Domain Definition Language)作为描述语言,建立了综合考虑1)中所述五类约束的一体化模型。3)研究对地观测卫星任务规划问题的求解算法。论文采用基于放松图规划的启发式搜索与计划评审技术(Program Evaluation and Review Technique,PERT)相结合的双阶段规划算法来解决卫星任务规划问题,该算法能够求得带有时间戳且动作可并行执行的时序规划解。4)设计实现对地观测卫星自主任务规划仿真系统。该仿真系统集成了本文所建任务模型和采用的求解算法,其编程实现采用了Linux环境下的Qt语言。最后,通过两个仿真案例验证了该系统所采用模型的合理性及求解算法的可行性和准确性。本课题研究为单颗对地观测卫星自主任务规划问题的建模和求解提供了一种新的方法,为后续单颗卫星的自主运行及多颗卫星协同自主运行等研究工作的开展提供了有效参考。