对地观测卫星利用卫星传感器从太空对地球表面进行探测以获取信息,已广泛应用于社会经济和军事等领域。随着在轨卫星类型增加,以及人们对遥感数据的需求类型日益复杂化,需要针对这些新的应用需求研究相应的问题解决机制及求解方法。论文面向多种观测任务请求,以多类型对地观测卫星和多类型数传资源相互配合为重点研究内容,在总结分析国内外相关研究工作的基础上,对卫星联合观测问题进行研究。主要工作和创新点包括:1、建立了卫星联合观测的资源配合双层描述模型。论文系统地分析和总结了卫星联合观测的问题要素,针对参与规划卫星载荷多样和观测任务请求多样的特点,将问题模型抽象为两个层次,并对业务执行层和规划约束层进行详细地建模描述。2、设计了海洋观测请求背景下的资源配合模型并提出决策算法。通过分析海洋观测业务流程特点,基于卫星联合观测资源配合模型,分别在两个层次上设计了工作流模型和约束优化模型。同时考虑多种数传模式共存特点,提出了一种基于最大收益损失比的决策算法,实验表明该算法能够有效解决海洋观测请求下的综合任务规划问题。3、提出了多卫星数传调度问题模型和优化算法。通过分析卫星数传调度问题,建立一种考虑时间窗调整的约束优化模型。利用吱呀轮优化的大邻域导向式搜索特点,提出了一种基于SWO的多卫星数传调度算法。该算法可以在快速获得优化解。实验结果表明,该算法在时间性、优化度等方面取得满意的结果。4、建立了算法综合评价模型,针对不同决策算法进行了实验对比分析。建立基于AHP算法的卫星联合观测任务规划综合评价模型,同时定义三种评价指标集;分别在不同算例情况下对多种决策算法进行归一化综合评价,同时给出了详细分析,获得了算法的适应性结论。