随着卫星技术的飞速发展,人们研制出携有各种不同传感器类型的遥感卫星以适应不同的侦查需求,极大的丰富了应用部门的侦查手段,使卫星技术在各领域得到了广泛的应用。同时,应用部门对卫星侦察任务的需求也日趋复杂、多样,出现了诸如应急救援、热点区域监视、灾后评估等典型卫星应用任务,这类典型任务的一个主要共同点是其无法由单颗卫星通过一次观测就能完成,必须由多颗不同类型卫星协同完成。对于这类任务现在通常的解决办法是将其分解为能由单颗卫星一次观测就能完成的元任务,然后分配到不同类型的遥感卫星上执行。如此给卫星调度部门提出了更高的要求,如何面对复杂的任务,利用现有的卫星资源能力,合理地分配,满足任务的需求。然而,从已发表的文献上看,现有对卫星调度的研究存在以下几个问题：首先,调度资源载荷类型单一,无法适应典型任务的需求。在现有的对多星调度的研究中,多星是指具有同种载荷的多颗卫星。但是,现有的典型任务大多需要多种不同类型的卫星载荷协同侦察,才能完成。其次,现有的对卫星调度的研究大多没有考虑到方案的鲁棒性。调度方案的鲁棒性是指调度方案在执行过程中遇到扰动的调节能力。由于卫星在轨执行调度方案的过程是一个不确定的过程,随时会有扰动的发生,如果调度方案不具有鲁棒性,则在实际方案执行过程中是无法获得很好的收益的；最后,现有的卫星调度研究中,大多是基于静态调度,即调度方案一经生成,就必须执行,中间无法进行改动,如此,当卫星调度方案执行过程中,当遇到扰动也无法尽快的作出响应,对卫星资源是一种极大的浪费。基于此,本文在考虑多种类型卫星的资源能力和复杂的典型任务的基础上,对以上问题展开研究,从典型侦察任务的特点及用户需求出发,建立了基于典型任务的多类型遥感卫星联合调度模型,并将整个调度过程分为两阶段：一阶段是生成具有鲁棒性的前馈调度方案,另一阶段是当扰动发生时,对初始方案进行动态调整。本文主要的创新点和工作总结如下：(一)建立了基于典型任务的多类型遥感卫星联合调度模型。多类型卫星联合调度,其资源成分复杂,约束条件不尽相同。本文分析和总结了多类型卫星的规划要素,抽象出各不同类型卫星的约束条件,对卫星资源载荷进行了统一地描述,更好地适应复杂侦察任务的调度规划需求。同时,由于典型侦察的复杂性,本文提出了基于任务分解的效能评估模型对典型任务完成的效能进行评估,并且为了增强卫星调度方案的鲁棒性,将调度方案的鲁棒性作为一个指标参与到对调度方案的评价中,并建立了基于典型任务的多类型遥感卫星联合调度模型。(二)生成具有鲁棒性的前馈调度方案。针对基于典型任务的多类型遥感卫星联合调度模型,本文提出了多目标粒子群算法对模型进行求解。基于典型任务的特点,设计了合适的编码方式对解进行描述。采用了随机生成初始种群的方式产生初始解,提出了粒子适应值的计算方法,借鉴了遗传算法的思想设计了交叉和变异操作对粒子进行更新。为保证精英解不流失,采用了外部档案的方法保存每次迭代产生的精英解。(三)采用了启发式算法对调度方案进行动态调整。针对扰动的发生,本文首先对卫星在轨运行的扰动进行分析和总结,将其归为一类新任务的插入问题,并建立了动态调度模型,采用了启发式算法对模型进行了求解,将新任务的插入分为直接插入、移位插入和替换插入,其中移位插入操作算子借鉴了大规模邻域的思想,将插入过程分为移出、在插入的过程,在实际应用中得到了较好的效果。(四)将上述的成果应用于一个遥感卫星调度系统,介绍了该系统的设计框架和实现,并对一个实例进行验证。本文的研究给出了一个基于典型任务的多类型卫星调度的解决方案,丰富了卫星任务规划和调度的建模理论,对我国多星遥感系统的研究和建设具有一定的参考价值。