什么是卫星任务规划？

卫星任务规划被称为卫星地面管控的“神经中枢”。卫星造价昂贵、寿命有限，在多星、多地面站、多任务、多目标的条件下，如何最大限度地满足用户需求，实现资源在时空频上的合理分配，全看“神经中枢”的本事。

在传统地面管控模式中，卫星的在轨活动都是预先制定的，无法根据根据实时环境（如气象条件、任务动态到达等）的变化及时调整观测计划。在该模式下，卫星效能不能得到充分发挥，用户要求的观测任务无法完成，观测过程中出现大量无用信息，造成了航天资源的浪费。如2016年浙江丽水泥石流突发事件中为了调用我国资源系列成像卫星对灾区进行成像，需要花费大量的人力对卫星成像计划重新编排并上注，并且由于上行链路的限制，重新生成的卫星指令并不一定能够及时发送给卫星，导致整个链路时间过长，无法很好地响应时效性要求较高的的需求。

近年来，我国成像卫星平台与载荷技术飞速发展，航天应用领域的专家逐渐意识到：卫星任务规划过程从周期性地面集中管控模式转向实时响应的自主任务规划的模式是未来发展的大趋势，也是实现日益复杂的用户需求的必由之路。另一方面，卫星携带的计算单元的计算能力不断增强，能够参与一部分决策工作，推动了自主任务规划系统及其相关技术的研究。

为了赋予卫星自主决策、自主协商通信和自主规划调度的能力，必须要解决四个科学问题：

（1）如何从科学事件或先验知识中合理提取卫星成像任务？

（2）如何根据星上事件决策是否需要进行成像任务规划？

（3）如何考虑卫星的情况、结合星上环境的变化对卫星成像任务进行规划？

（4）出现无法处理的任务时，如何与其他卫星沟通，协同完成任务？

目前，卫星自主与协同任务规划调度具有广阔的研究前景，本文以卫星自主与协同调度规划研究为中心，按照“单星地面离线一单星星上在线一星地一体化”的结构对单星自主任务调度规划研究现状进行梳理与分析，按照“多星地面离线一多星星上在线一多星星地一体化”的结构对多星协同任务调度规划研究现状进行梳理与分析，最后对卫星自主与协同调度规划研究进行总结。