本发明公开了一种卫星观测网络集中式在线规划方法，所述方法包括：步骤1)在卫星观测网络不对目标进行观测的情况下，利用卫星观测网络的天球覆盖度；计算初始的优化目标函数数值；步骤2)利用初始的优化目标函数数值，构建备选的观测方案集合；步骤3)计算当前可用卫星集合中每颗卫星对当前目标的时间覆盖度；对当前可用卫星集合中的卫星按照时间覆盖度降序排列；步骤4)按照排序结果，对当前可用卫星集合中卫星进行二叉树剪枝寻优，计算各备选卫星组合的时间覆盖度和综合观测性能指标的优化目标函数数值；综合观测性能指标综合考虑时间覆盖度和天球覆盖度；步骤5)取优化目标函数数值最大的卫星组合作为执行对该目标观测任务的卫星。