1. 课程导入与任务全景

卫星在轨运行期间，地面需要持续回答三个问题：什么时候做、做什么、做完之后状态变成什么样。卫星任务时间线与事件规划，就是把这三个问题从模糊的意图转化为可执行、可验证、可追溯的指令序列的过程。它既是一门"排时间"的技术，也是一门"管约束"的技术——卫星的能源、热控、存储、测控弧段、姿态机动能力都是有限资源，任何一次成像、数传或轨道调整都必须落在这些资源允许的窗口内。

从工程角度看，任务时间线（Mission Timeline）是卫星在某一时间段内所有已排定活动的有序集合，通常以时间轴形式表达，每个活动带有开始时刻、持续时长、执行条件与预期状态。事件规划（Event Planning）则是生成这条时间线的决策过程：它接收任务需求与卫星状态，经过约束检查、资源分配、冲突消解，输出可上注的指令块或活动序列。二者是"结果"与"过程"的关系，时间线是规划的输出物，规划是时间线的生成器。

输入与输出：规划链上的数据流

一次完整的规划迭代，输入侧通常包含四类信息。第一类是任务需求，例如"对目标区域 A 在 2025-06-01 至 2025-06-03 内完成 2 次可见光成像，地面分辨率优于 2 m"；第二类是卫星状态，包括剩余电量、存储器占用、姿态、星上时间、各分系统健康标志；第三类是环境与几何约束，如轨道预报给出的可见窗口、太阳高度角、地影区、测控站可见弧段；第四类是规则与优先级，例如安全模式优先于常规观测、测控弧段内禁止大角度机动。

输出侧则包括：带时间戳的活动序列（时间线）、对应的指令块或上注包、资源占用曲线（电量、存储、热耗）、冲突与拒绝报告，以及可回滚的规划版本号。理解这条输入输出链，是后续所有章节的基础——因为规划中的绝大多数问题，最终都能追溯到"某类输入缺失或某条约束被忽略"。

典型卫星任务生命周期与规划层级

卫星任务从发射到寿命末期，规划的关注点不断变化。发射入轨阶段以状态建立与安全为主，规划粒度细、冗余多；在轨测试阶段需要密集的测控弧段与分系统激励；进入常规运行阶段后，规划转向任务效能最大化，此时长期规划、中期调度与短期指令生成形成分层结构。典型的规划层级可以概括为：

• 任务级规划：以周或月为周期，决定任务目标分配、区域覆盖策略与优先级排序，输出"任务需求集"。
• 调度级规划：以天或轨道圈为周期，把需求映射到具体可见窗口，处理资源冲突，输出"活动序列草案"。
• 指令级规划：以分钟或秒为粒度，把活动翻译为星上可执行的指令块，检查指令间时序与互斥，输出"上注包"。
• 执行与监控：星上按时间线执行，地面通过遥测比对实际状态与预期状态，异常时触发重规划。

这四层不是简单的上下级关系，而是带有反馈的闭环：执行结果会回流到调度级甚至任务级，触发局部调整或全局重排。下面这张图展示了从任务需求到时间线执行、再到反馈重规划的完整数据流与层级关系。

为什么需要"时间线"而不是"任务清单"

任务清单只回答"要做什么"，时间线还要回答"在什么条件下、以什么顺序、占用哪些资源、持续多久"。以一次成像为例，清单上写"对目标 A 成像"，时间线上则必须展开为：在 T0+25 min 进入目标 A 可见窗口，提前 90 s 完成姿态机动，成像期间关闭非必要载荷以控制热耗，成像结束后 30 s 内将数据写入固态存储器，并在下一个测控弧段内下传。缺少任何一环，任务都可能失败或降级。