eXTP（增强型X射线时变与偏振空间天文台）以黑洞、中子星与夸克星等致密天体为主要观测对象，旨在揭示极端引力、极端磁场与极端密度条件下的基本物理规律，并需在5年设计寿命内完成对核心候选天体的既定曝光要求。由于卫星运行于近地轨道，任一观测目标同时受到太阳规避、地球遮挡与地球临边、月亮规避、南大西洋异常区（SAA）、数传弧段与姿态机动等多重约束，其可用观测窗口在时间轴上高度碎片化，“何时观测何目标、观测多久、如何切换”成为直接决定科学产出的核心问题。本文将eXTP观测任务规划建模为资源受约束的离散变量最优规划问题，其兼具多模式、序列依赖与资源累积等特征，属于NP-Hard复杂度类；目标函数取“最早完成给定核心科学目标所需曝光时长”，以评估卫星在近地轨道敏捷机动条件下的观测效率。在求解方法的选择上，考虑到89个科学目标、约2万个候选观测窗口的实际规模以及科学运行对方案生成时效性的要求，精确的全局搜索与需反复迭代的元启发式方法均难以在可接受的计算代价内收敛，故以启发式贪心搜索作为主体求解方法：其在每一决策点选取当前条件下看似最优的局部选项，以局部最优决策的序列逼近全局最优或近优解，虽不保证全局最优性，却能以线性时间复杂度给出高质量的拟最优解，从而在根源上换取计算成本的节省。本文进一步论证了该问题支持贪心策略的三项特征：一是局部最优性质，在观测窗口的时间限制与目标间切换成本的共同作用下，短期最优决策对整体方案具有较强的全局指导意义；二是无后效性倾向，一次观测完成后对后续决策的约束主要体现为已完成观测时长与当前时间状态，而非具体的历史路径，由此显著压缩了状态空间；三是单调性特征，观测时长的累积单调递增，每次观测均朝完成方向推进而不存在负收益，为贪心搜索提供了稳定的优化方向。
在算法结构上，本文将调度决策过程解耦为评估与执行两个相互独立而逻辑一致的阶段。评估阶段构建面向每个候选目标的综合评分体系，由若干因子加权构成：紧急度因子为目标的总剩余观测需求时间与总剩余可用观测时间之比，用以刻画紧迫程度；观测效益因子为未来数个决策窗口内该目标的可观测时间总和，用以奖励对同一目标的连续观测、抑制频繁机动带来的损耗；完成奖励因子与目标剩余所需观测时间成反比，用以激励目标尽早完成、避免任务长期悬而未决；机动成本因子与等待成本因子则只在实际浪费观测机会时计入损失，在全体目标均不可观测的期间内机动与等待均不计成本，从而使切换开销的度量更为准确；各因子按权重综合后，每一步决策均选取评分最高的目标作为观测对象，或机动后再实施观测。执行阶段严格“照单执行”既定计划，不再进行任何验证或修改，从根本上消除了传统贪心策略中“评估认为最优而执行时不可行”的逻辑矛盾。在技术实现层面，算法采取四项措施提升解的质量与稳定性：智能预计算全局不可观测区间，以精确区分“免费”机动与有效损失机动；采用多线程并行评估，同时为全部候选目标生成观测计划，充分发挥多核处理器算力；引入动态阈值自适应机制，依据目标剩余需求调整最小观测时长，使小剩余需求目标亦能获得完成机会；设置智能跳转机制，在无可行计划时转向下一观测机会以保证算法收敛。在整体处理流程上，本文采用分层解耦降维的思路：先将仅依赖轨道的太阳、地球、月亮、SAA与数传约束离线预计算为可见弧段，得到89个科学目标共1779506个观测窗口，使在线优化只需处理与决策相耦合的机动代价，从而将连续的轨道动力学问题转化为窗口序列上的组合决策问题；机动代价基于6台CMG配置的机动能力曲线以分段函数入模，避免低估切换开销，并结合轨道几何反演姿态指向，保证编排方案在姿态与热控上可实现。基于610 km、20°倾角轨道方案的初步规划结果显示，89个目标全部完成，完成率100%，总用时30564.1 h（约3.49年），总切换25526次；5年寿命内总观测效率达84.57%，有效观测时间约133.35 Ms，扣除核心目标所需73.88 Ms后仍余59.47 Ms，足以支撑伽马暴ToO（7.42 Ms）与天文台级联观测（28 Ms），为eXTP卫星的观测模式设计提供了可执行的量化依据。后续工作将引入完工时间、科学权重与机动次数相权衡的多目标优化以及在轨扰动重规划，以进一步提升调度方案的鲁棒性。

eXTP任务；观测任务规划；观测效率；受约束组合优化；时域天文