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卫星成像侦察任务聚类是指按照一定规则把若干个能被一颗成像侦察卫星一次过境执行的元任务合并成一个任务。任务聚类可以减少任务规划的解空间,提高卫星的使用效率,因此,研究卫星成像侦察任务聚类问题有着重要意义。卫星成像侦察任务聚类问题不论在国内还是国外都是一个崭新的课题。本文在分析成像侦察任务聚类问题特点的基础上,对单星成像侦察任务聚类问题和多星成像侦察任务聚类问题进行了深入的研究,建立了聚类问题模型,给出了求解算法,并在应用实例中进行了验证。论文的主要工作如下:(1)单星成像侦察任务聚类方法研究了点目标元任务和区域目标元任务的聚类约束条件。根据元任务之间是否满足聚类约束条件建立了卫星单轨任务聚类的图论模型,将单星任务聚类问题转化为图论中的团划分问题,并给出了相应的团划分聚类算法。(2)多星成像侦察任务聚类方法建立了多星成像侦察任务聚类问题的数学模型,相应提出了基于多资源匹配元任务插入的启发式聚类算法和基于相容关系的聚类算法。基于多资源匹配元任务插入的启发式聚类算法将元任务分为单资源匹配元任务和多资源匹配元任务,单资源匹配元任务按照单星成像侦察任务聚类方法聚类,多资源匹配元任务依次插入其匹配卫星的单轨任务聚类图中,根据启发式规则选择匹配的卫星及聚类方案。基于相容关系的聚类算法首先对每个卫星匹配的元任务集求出极大相容子集,求解出多资源匹配元任务的所有可能聚类方案,然后从中找出消耗卫星能量最小的聚类方案。(3)实例应用研究通过对单星任务聚类问题和多星任务聚类问题的两个实例的计算求解,验证了本文提出的成像侦察任务聚类问题求解算法的可行性和有效性。