随着航天技术的发展,新一代的敏捷式光学成像卫星逐渐发展起来,其具有的三轴空间姿态机动自由度,极大的扩展了卫星的任务能力,适合用于军事侦察、灾害预警、气象监测等领域。敏捷式卫星因其具有的机动性和灵活性,在对目标观测时可以采用不同于传统卫星的沿非航迹向推扫的观测模式,因此在处理不同类型任务的时候具有更加灵活多样的观测方法。本文以此为出发点,研究了敏捷式卫星在面对多种类型任务组合观测时的任务规划方法。首先建立了敏捷式卫星任务规划问题模型。结合不同任务的特性和约束条件建立了卫星对地观测问题的约束满足模型。针对敏捷式的机动性,设计了卫星执行对地观测任务时的姿态确定方法和任务间姿态转换时间的计算方法。针对敏捷式卫星的沿非航迹向推扫成像模式,推导出条带观测时长和观测时间窗口计算方法。然后对于不同类型的任务,本文确定了条带划分的策略,分析了条带划分的出发点。然后分别针对密集点目标、区域目标、曲线目标及其所对应的任务特点、约束条件,设计了条带划分算法。其中对于密集点目标,设计了基于团划分的条带生成算法,生成了所有满足条带宽度约束的点目标组合形成的条带库。对于区域目标,本文跳出了传统的平行条带划分策略,设计了多角度组合条带划分策略;该策略更加适应敏捷式卫星的高灵活性,提高了观测效率。对于曲线目标,本文设计了双向有序搜索条带生成策略,将曲线目标分割为多个连续的条带,减小了卫星姿态控制压力,提高了观测效率。最后对于条带划分的结果,本文建立了元任务模型,将所生成的条带任务和点目标任务统一整合为元任务,并形成元任务库,方便规划算法进行选择求解。同时,考虑到该问题的复杂度较高,本文设计了两种算法分层完成规划任务。设计了基于遗传算法的元任务选择算法作为上层算法完成元任务的选择。遗传算法在全局寻优方面的优势以及对元任务选择问题的契合性,将遗传算法与本文研究内容相结合,设计了相应的编码方式和选择算子、交叉算子、变异算子共3种遗传算子,使得元任务选择问题得以解决。设计了基于禁忌搜索的启发式任务排序算法完成任务排序,设计了基于启发式算法的初始解产生算法,设计了4种解的邻域、禁忌列表与特赦准则,使得该算法得以较好的完成观测序列的生成任务。最后设计了具有代表性的仿真算例,从多个角度对比验证本文所设计算法的合理性和有效性。