从太空中获取地面遥感信息的成像卫星是一类重要的对地观测卫星,在社会、科学和经济活动中发挥着越来越大的作用。近年来,成像卫星的性能不断提高、数量不断增加,越来越需要在地面指挥控制系统中对其进行综合任务调度。成像卫星的综合任务调度就是在满足各个卫星的成像约束条件下,确定各个卫星的成像方案,达到有效利用成像卫星资源的目的。目前,有关成像卫星的综合任务调度的研究还处于起步阶段,虽然已经取得了一些有价值的探索性成果,但是在理论研究和实际应用中都还存在许多亟需解决的问题。论文针对实际应用中成像卫星综合任务调度问题,在总结分析国内外相关工作的基础上,研究成像卫星任务调度的关键技术,涉及综合任务调度模式分析、数据预处理技术、问题分析模型、优化求解算法等几个方面。主要的工作和创新点包括:1、深入分析卫星成像过程、成像约束条件和地面指挥控制系统工作流程,研究了任务调度数据预处理技术,分析了任务调度的多目标求解方法,提出了解决卫星综合任务调度问题的两种模式——基于全局优化的模式和基于阶段优化的模式。2、基于全局优化模式,根据卫星的成像约束条件建立了多目标任务调度模型;在此基础上,根据成像卫星综合任务调度问题的特点,设计了0-1等长问题编码和成像约束满足遗传操作算子,引入了SPEA2进化算法中的适应值分配和精英解保持策略,提出了一种多目标综合任务调度算法,并对其算法收敛性和散布性进行了理论分析。实验表明,该方法能有效解决实际中不同问题规模下的成像卫星综合任务调度问题。3、采用阶段优化模式,建立了综合任务调度问题的多目标有向图模型,在此基础上提出了一种基于拍摄概率的成像任务预分配算法,将多颗卫星的综合任务调度问题分解到单颗卫星;通过对有向图模型中成像路径的分析,采用NSGA2多目标遗传算法框架,设计了变长自然序问题编码和成像路径约束满足的遗传算子,提出了单颗卫星任务调度问题的多目标成像路径搜索算法,实现对成像路径的优化搜索;实验表明其与成像任务预分配算法相配合能够较好地解决阶段优化模式下成像卫星综合任务调度问题。4、在基于阶段优化模式的综合任务调度中,分析了应急条件下卫星任务调度问题的特点,通过引入成像路径延迟支配的概念提出了一种基于标记更新思想的应急条件任务调度算法,理论分析和实验结果表明该算法能够快速生成问题的多目标优化解集。上述研究成果已经在实际的卫星任务调度系统中得到成功的应用,充分验证了论文中所提出的成像卫星综合调度优化技术的有效性和实用性。