中继卫星任务规划是根据用户需求合理分配中继卫星资源，制定用户中继计划，以充分发挥中继卫星系统的能力。目前中继卫星任务规划问题在国内和国外都是一个前沿课题。本文在研究中继卫星的工作原理、过程和分析用户航天器任务需求特点的基础上，提出了中继卫星活动构造方法，建立了中继卫星任务规划模型，并在此基础了上构建了动态规划模型并进行了相应算法的研究。本文的主要研究内容和创新成果如下： 首先，在分析中继卫星系统的基础上，综合考虑了星载中继天线、可见时间窗以及中继任务特点等因素，分析了中继卫星任务规划中的主要约束条件，将中继卫星任务规划分为预处理，规划推理和优化三个阶段。预处理过程是根据用户需求来构造中继活动，确定每个中继任务的可选时间和资源；规划推理是约束传播和搜索的迭代过程；优化过程是根据优化目标来确定哪些中继任务将安排执行以及为这些任务分配相应的资源和执行时间。通过采用规划预处理阶段，构造可供中继卫星可执行的中继活动，可以实现筛选不可能完成的任务，降低需要规划的任务的数量。 其次，本文在研究国内外航天任务建模方式的基础上，针对中继卫星系统的任务特点，设计了一种中继卫星任务规划建模框架。该模型框架包括五个部分：活动对象模型、资源对象模型、事件对象模型、约束模型和功能模型，扩展了对规划要素的描述能力，改进了对时序约束和逻辑约束的描述方式；该建模方式结合了规划和调度两方面的特点，能有效的描述资源和时态约束，并提供了系统状态的描述机制，支持指令集的自动生成。 第三，在规划约束条件分析和一些基本假设的基础上，本文建立了中继卫星任务规划问题的约束满足模型；并分析了中继卫星动态问题特点及其主要类型，提出并建立了时间扰动约束概念模型、资源扰动约束概念模型、任务扰动约束概念模型；并在分析中继卫星扰动基础上，建立了基于约束满足的中继卫星动态规划模型。 第四，基于启发式搜索算法思想设计了模型求解算法，将整个模型求解阶段划分为初始解构造、局部搜索以及优化三个阶段，并针对模型求解框架与问题特点，设计了基本邻域结构，提出了带有可行性分析的邻域构造方法；给出了基于时间灵活度和任务冲突度的启发式算法，基于算法的性能分析结论给出了算法的应用策略。并给出了基于以上思想的一个应用实例，验证了本文提出的活动构造方法、数学模型、求解算法以及算法的有效性。 最后，对多中继卫星规划问题进行了探索，详细分析了多中继卫星规划的特点，包括无星间链路和有星间链路两种情况；定义了多中继卫星规划的约束条件和相应的要素，在分析其资源、事件、活动和约束的基础上建立基于CSP的多中继卫星规划模型；分析了多中继卫星动态规划的求解方法，并对解的过程中涉及到的活动选择规则，资源选择规则，时间选择规则需要作详细研究；最后对多中继卫星动态规划进行分析，研究了其扰动模型，并针对扰动模型进行了扰动策略的探索。