CN103281126B - 获取卫星对地面目标区域可拍摄成像访问时间窗口的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的方法，包括：对地面目标区域进行预处理，计算时间相邻星下点轨迹的间隔，并对计算周期进行分割；计算首个时间周期内卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口；初步计算所有时间周期内卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口；对初步计算的所有时间周期内卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口进行优化，精确获取所有时间周期内的卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口。利用本发明，能够快速获取遥感卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口，提高获取遥感卫星对地面目标区域成像访问时间窗口的效率，提高遥感卫星成像技术对突发事件的快速响应能力。

Description

获取卫星对地面目标区域可拍摄成像访问时间窗口的方法

技术领域

本发明涉及遥感卫星成像技术领域，尤其是一种获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的方法。

背景技术

卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口，即卫星对地面目标区域可拍摄成像的开始时间和结束时间，是遥感卫星成像技术领域中卫星对地面目标区域可拍摄成像的重要参数，用于表征卫星在哪些时间段能够对地面目标区域进行成像。

随着遥感卫星技术的不断发展，遥感卫星技术在灾害监测、资源调查、测绘制图、农业估产、环境保护等应用领域发挥着越来越重要的作用，如何快速获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口，即可拍摄成像的开始时间和结束时间，成为遥感应用关心的首要问题。

例如，当灾害发生后，首先要确定卫星未来对地面受灾区域有哪些成像访问时间窗口，成像访问时间窗口确定后，能够为下一步的成像方案规划以及成像计划的编制提供重要数据支撑。

传统的获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口采用遍历计算方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：在计算周期内，按照一定的时间间隔计算卫星在地面的成像区域边界坐标。

步骤2：按照成像区域边界坐标将卫星在地面的成像区域分割成n个四边形。

步骤3：判断每个四边形与地面目标区域是否相交，如果相交则获得成像访问时间窗口。

由上述传统遍历计算方法可知，传统的遍历计算方法虽然能够获取卫星对地面目标区域的成像访问时间窗口，但是，传统遍历计算方法具有计算量大，计算效率低的缺点，特别是针对多卫星、长时间周期的计算情况，传统遍历计算方法需要消耗大量的时间，获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的效率低，严重制约了遥感卫星成像技术对于突发事件的快速响应能力。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的方法，以快速获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口，提高获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的效率，进而提高遥感卫星成像技术对于突发事件的快速响应能力。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的方法，该方法包括：

步骤1：对地面目标区域进行预处理，计算时间相邻星下点轨迹的间隔，并对计算周期T_a进行分割，其中该计算周期T_a用于表征卫星对地面目标区域成像访问计算的开始时间和结束时间；

步骤2：计算首个时间周期T₁内卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口；

步骤3：初步计算所有时间周期内卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口；

步骤4：对初步计算的所有时间周期内卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口进行优化，精确获取所有时间周期内的卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口。

上述方案中，步骤1中所述对地面目标区域进行预处理，包括：建立地面目标区域外接矩形，将不规则的地面目标区域转换为规则的矩形区域，并获取该矩形区域的边界纬度：lat_max、lat_min。

上述方案中，所述建立地面目标区域外接矩形的步骤如下：

1)获取地面目标区域角点坐标，将该角点坐标分别按照纬度大小及经度大小进行排序，获得最大经度坐标lon_max、最小经度坐标lon_min、最大纬度坐标lat_max和最小纬度坐标lat_min。

2)按照最大经度坐标、最小经度坐标、最大纬度坐标和最小纬度坐标建立地面目标区域外接矩形。

上述方案中，步骤1中所述计算时间相邻星下点轨迹的间隔，包括：采用相邻星下点轨迹的间隔计算公式来计算时间相邻星下点轨迹的间隔，该相邻星下点轨迹在赤道处的间隔计算公式为θ＝T_c*(ω_e-Φ)，其中，θ为时间相邻星下点轨迹在赤道处的间隔，T_c为卫星轨道周期，用于表征卫星轨道运动的节点周期，ω_e为地球转速，Φ为轨道节线进动的平均速率。

上述方案中，步骤1中所述对计算周期T_a进行分割，包括：按照卫星的回归周期T_b对计算周期T_a进行分割，如果计算周期T_a大于回归周期T_b，则只计算卫星第一个回归周期内的访问时间窗口即可，其中卫星的回归周期T_b是卫星星下点轨迹的重叠周期。

上述方案中，所述对计算周期T_a进行分割的方法如下：

1)首先，确定卫星的计算周期T_a被分解后的份数n：

$n=\mathrm{CEIL}\left(\frac{T_a}{T_b}\right)$

其中，n为T_a/T_b向上取整后的整数；

2)将卫星的计算周期T_a按照卫星的回归周期T_b分割成n份，经分割后，计算周期T_a被分解成T₁、T₂、T₃......T_n，其中T₁＝T₂＝T₃＝T_n-1＝T_b，T_n＝T_a-T_b*(n-1)。

上述方案中，步骤2中所述计算首个时间周期T₁内卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口，包括：

1)计算初始时刻t₀卫星星下点经纬度，按照卫星运行方向计算卫星初始时刻星下点纬度与地面目标区域外接矩形边界纬度lat_max、lat_min的差值Δlat_max、Δlat_min，利用卫星轨道周期T_c初步确定卫星星下点对地面目标区域边界纬度lat_max、lat_min的访问时间窗口如下：

对边界纬度lat_max的访问时间：

对边界纬度lat_min的访问时间：

2)在t₁至t₂时刻内，按照一定的时间间隔计算卫星最大成像能力时在地面的成像区域边界坐标(lat₁、lon₁)，lat₁为成像区域边界纬度坐标的集合，lon₁为成像区域边界经度坐标的集合，判断卫星在地面的成像区域是否能够对地面目标区域进行覆盖，如果卫星地面成像区域能够对地面目标区域进行覆盖，则获得首次成像访问时间窗口(t₁，t₂)；如果卫星地面成像区域不能够对地面目标区域进行覆盖，则按照卫星轨道周期获知卫星下一次成像访问地面目标区域边界纬度lat_max、lat_min的时间窗口t₃、t₄：

t₃＝t₁+T_c

t₄＝t₂+T_c

3)按照时间相邻星下点轨迹的间隔计算卫星在时间窗口(t₃，t₄)内卫星最大成像能力时在地面的成像区域边界坐标(lat₂、lon₂)，lat₂为成像区域边界纬度坐标的集合，lon₂为成像区域边界经度坐标的集合：

lat₂＝lat₁+θ

lon₂＝lon₁+θ

判断成像区域边界坐标(lat₂、lon₂)是否能够对地面目标区域进行成像覆盖，依次获知首个时间周期内所有访问时间窗口TW₁：

TW₁＝[(t_s1，t_e1)，(t_s2，t_e2)，...，(t_si，t_ei)]

其中，TW₁为首个时间周期内所有访问时间窗口的集合，i为首个时间周期内的总的访问时间窗口数目。

上述方案中，所述在t₁至t₂时刻内，按照一定的时间间隔计算卫星最大成像能力时在地面的成像区域边界坐标(lat₁、lon₁)，一定的时间间隔为10秒、15秒或20秒。

上述方案中，所述判断卫星在地面的成像区域是否能够对地面目标区域进行覆盖，包括：卫星在地面的成像区域为多边形，判断成像区域多边形与地面目标区域多边形之间是否相交，如果相交，则能够进行覆盖，如果不相交，则不能够进行覆盖。

上述方案中，步骤3中所述初步计算所有时间周期内卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口，包括：根据卫星回归轨道每经过一个回归周期卫星重新依次经过各地上空的特性递推T₂、T₃......T_n时间周期内所有访问时间窗口，计算公式如下：

TW₂＝TW₁+T_b

TW₃＝TW₁+2*T_b

TW_n＝TW₁+(n-1)*T_b。

上述方案中，步骤4中所述对初步计算的所有时间周期内卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口进行优化，精确获取所有时间周期内的卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口，包括：

在初步确定所有时间周期内的访问时间窗口基础上，将访问时间窗口以一定的阀值t进行外延，外延后的访问时间窗口如下：

TW′₁＝(TW₁-t，TW₁+t)＝[(t_s1-t，t_e1+t)，(t_s2-t，t_e2+t)，...，(t_sN-t，t_eN+t)]

TW′_n＝(TW_n-t，TW_n+t)

利用卫星轨道计算技术及卫星传感器地面成像区域计算技术按照一定的时间间隔计算外延后的访问时间窗口内卫星在地面的成像区域边界坐标，判断卫星在地面的成像区域是否能够对地面目标区域进行覆盖，精确获取所有时间周期内的卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口：

TW＝[(T_s1，T_e1)，(T_s2，T_e2)，...，(T_sN，T_eN)]

其中，N为计算周期内总的访问时间窗口数目。

上述方案中，所述在初步确定所有时间周期内的访问时间窗口基础上，将访问时间窗口以一定的阀值t进行外延，该阀值t为1分钟。

上述方案中，所述利用卫星轨道计算技术及卫星传感器地面成像区域计算技术按照一定的时间间隔计算外延后的访问时间窗口内卫星在地面的成像区域边界坐标，一定的时间间隔为1秒。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的方法，首先利用卫星的轨道周期和卫星星下点的回归轨道周期初步确定卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口，而不是采用传统的遍历计算方法。从理论上分析，如果计算周期比较长，利用传统遍历计算方法势必存在计算量大、计算效率低的缺点。本发明方法首先将计算周期按照卫星星下点的回归周期进行分割，在卫星第一个回归周期内，首先计算得到卫星对地面目标区域可拍摄成像的第一个访问时间窗口，然后利用卫星的轨道周期初步快速确定卫星对地面目标区域可拍摄成像的所有访问时间窗口；最后，利用卫星星下点的回归轨道周期初步确定整个计算周期内卫星对地面目标区域可拍摄成像的所有访问时间窗口。与传统遍历计算方法相比，本发明方法大幅度减少了由于卫星轨道位置计算、卫星地面成像区域计算以及卫星地面成像区域与地面目标区域的空间拓扑计算带来的计算工作量，大大提高了计算效率。

2、本发明提供的获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的方法，能够快速获取遥感卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口，大大提高了获取遥感卫星对地面目标区域成像访问时间窗口的效率，进而提高了遥感卫星成像技术对于突发事件的快速响应能力，为卫星成像规划及成像拍摄计划的编制快速提供成像访问时间窗口信息。

3、利用本发明，可以快速计算卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口，即可拍摄成像的开始时间和结束时间。该方法与传统遍历计算方法相比具有非常高的计算效率。

附图说明

图1是本发明提供的获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明结合卫星轨道计算技术、卫星传感器地面成像区域计算技术，综合考虑卫星的轨道周期、卫星星下点的回归轨道周期(以下简称“回归周期”)，提出了一种获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤1：对地面目标区域进行预处理，计算时间相邻星下点轨迹的问隔，并对计算周期T_a进行分割，其中该计算周期T_a用于表征卫星对地面目标区域成像访问计算的开始时间和结束时间。

其中，对地面目标区域进行预处理，包括：建立地面目标区域外接矩形，将不规则的地面目标区域转换为规则的矩形区域，并获取该矩形区域的边界纬度：lat_max、lat_min。其中，建立地面目标区域外接矩形的步骤如下：

1)获取地面目标区域角点坐标，将该角点坐标分别按照纬度大小及经度大小进行排序，获得最大经度坐标lon_max、最小经度坐标lon_min、最大纬度坐标lat_max和最小纬度坐标lat_min。

2)按照最大经度坐标、最小经度坐标、最大纬度坐标和最小纬度坐标建立地面目标区域外接矩形。

计算时间相邻星下点轨迹的间隔，具体包括：采用相邻星下点轨迹的间隔计算公式来计算时间相邻星下点轨迹的间隔，该相邻星下点轨迹在赤道处的间隔计算公式为θ＝T_c*(ω_e-Φ)，其中，θ为时间相邻星下点轨迹在赤道处的间隔，T_c为卫星轨道周期，用于表征卫星轨道运动的节点周期，ω_e为地球转速，Φ为轨道节线进动的平均速率。

对计算周期T_a进行分割，具体包括：按照卫星的回归周期T_b对计算周期T_a进行分割，如果计算周期T_a大于回归周期T_b，则只计算卫星第一个回归周期内的访问时间窗口即可，其中卫星的回归周期T_b是卫星星下点轨迹的重叠周期。利用回归周期T_b的特性(每经过一个回归周期卫星重新依次经过各地上空)可以递推出计算周期T_a内的其他访问时间窗口，具体对计算周期T_a进行分割的方法如下：

1)首先，确定卫星的计算周期T_a被分解后的份数n：

$n=\mathrm{CEIL}\left(\frac{T_a}{T_b}\right)$

其中，n为T_a/T_b向上取整后的整数。

2)然后，将卫星的计算周期T_a按照卫星的回归周期T_b分割成n份，经分割后，计算周期T_a被分解成T₁、T₂、T₃......T_n，其中T₁＝T₂＝T₃＝T_n-1＝T_b，T_n＝T_a-T_b*(n-1)。

步骤2：计算首个时间周期T₁内卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口，具体步骤如下：

1)计算初始时刻(t₀)卫星星下点经纬度，按照卫星运行方向计算卫星初始时刻星下点纬度与地面目标区域外接矩形边界纬度lat_max、lat_min的差值Δlat_max、Δlat_min，利用卫星轨道周期初步确定卫星星下点对地面目标区域边界纬度lat_max、lat_min的访问时间窗口如下：

对边界纬度lat_max的访问时间：

对边界纬度lat_min的访问时间：

2)在t₁至t₂时刻内，按照一定的时间间隔(例如10秒)计算卫星最大成像能力时在地面的成像区域边界坐标(lat₁、lon₁)(lat₁为成像区域边界纬度坐标的集合，lon₁为成像区域边界经度坐标的集合)，判断卫星在地面的成像区域是否能够对地面目标区域进行覆盖，判断方法为：卫星在地面的成像区域为多边形，判断成像区域多边形与地面目标区域多边形之间是否相交，如果相交，则能够进行覆盖，如果不相交，则不能覆盖。如果能够覆盖，则获得首次成像访问时间窗口(t₁，t₂)。

如果卫星地面成像区域不能够对地面目标区域进行覆盖，则按照卫星轨道周期获知卫星下一次成像访问地面目标区域边界纬度lat_max、lat_min的时间窗口t₃、t₄：

t₃＝t₁+T_c

t₄＝t₂+T_c

3)按照时间相邻星下点轨迹的间隔计算卫星在时间窗口(t₃，t₄)内卫星最大成像能力时在地面的成像区域边界坐标(lat₂、lon₂)(lat₂为成像区域边界纬度坐标的集合，lon₂为成像区域边界经度坐标的集合)：

lat₂＝lat₁+θ

lon₂＝lon₁+θ

判断成像区域边界坐标(lat₂、lon₂)是否能够对地面目标区域进行成像覆盖，依次获知首个时间周期内所有访问时间窗口TW₁(TW₁为首个时间周期内所有访问时间窗口的集合)：

TW₁＝[(t_s1，t_e1)，(t_s2，t_e2)，...，(t_si，t_ei)]

其中，i为首个时间周期内的总的访问时间窗口数目。

步骤3：初步计算所有时间周期内卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口；

根据卫星回归轨道每经过一个回归周期卫星星下点轨迹便会重复的特性，可以递推T₂、T₃......T_n时间周期内所有访问时间窗口，计算公式如下：

TW₂＝TW₁+T_b

TW₃＝TW₁+2*T_b

TW_n＝TW₁+(n-1)*T_b

步骤4：对初步计算的所有时间周期内卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口进行优化，精确获取所有时间周期内的卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口。

由于上述访问时间窗口通过卫星回归周期及卫星轨道周期计算获知，与卫星实际访问时间窗口会有微小差异，在初步确定所有时间周期内的访问时间窗口基础上，将访问时间窗口以一定的阀值t(1分钟)外延，外延后的访问时间窗口如下：

TW′₁＝(TW₁-t，TW₁+t)＝[(t_s1-t，t_e1+t)，(t_s2-t，t_e2+t)，...，(t_sN-t，t_eN+t)]

TW′_n＝(TW_n-t，TW_n+t)

利用卫星轨道计算技术及卫星传感器地面成像区域计算技术按照一定的时间间隔(间隔1秒)计算外延后的访问时间窗口内卫星在地面的成像区域边界坐标，判断卫星在地面的成像区域是否能够对地面目标区域进行覆盖，精确获取所有时间周期内的卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口。

TW＝[(T_s1，T_e1)，(T_s2，T_e2)，...，(T_sN，T_eN)]

其中，N为计算周期内总的访问时间窗口数目。

实施例：

以HJ-1A卫星为例，选择HJ-1A卫星搭载的CCD传感器，地面目标区域为一四边形，地面目标区域角点经纬度坐标为：(110E，36N)，(113E，36N)，(113E，33N)，(110E，33N)。HJ-1A卫星回归周期T_b为31天。HJ-1A卫星轨道周期T_c为97.65分钟。

HJ-1A卫星对地面目标区域成像访问计算的开始时间为北京时间2013年1月1日0时0分0秒。分为6个计算周期，第一个计算周期结束时间为2013年1月4日0时0分0秒，历时3天；第二个计算周期结束时间为2013年1月8日0时0分0秒，历时7天；第三个计算周期结束时间为2013年1月16日0时0分0秒，历时15天；第四个计算周期结束时间为2013年2月1日0时0分0秒，历时31天；第五个计算周期结束时间为2013年4月1日0时0分0秒，历时90天；第六个计算周期结束时间为2013年6月30日0时0分0秒，历时180天。

卫星对地面目标区域的成像访问时间窗口计算结果如下表所示：

说明：HJ-1A卫星为光学成像卫星，计算的覆盖轨道为降轨轨道。

上述应用实例结果表明，本发明提供的获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的方法，与传统遍历计算方法相比，在计算卫星对地面目标区域的成像访问时间窗口时，计算速度快、计算效率高，能够快速获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口，大大提高了获取遥感卫星对地面目标区域成像访问时间窗口的效率，进而提高了遥感卫星成像技术对于突发事件的快速响应能力，为卫星成像规划及成像拍摄计划的编制快速提供成像访问时间窗口信息。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1：对地面目标区域进行预处理，计算时间相邻星下点轨迹的间隔，并对计算周期T_a进行分割，其中该计算周期T_a用于表征卫星对地面目标区域成像访问计算的开始时间和结束时间；

步骤2：计算首个时间周期T₁内卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口；

步骤3：初步计算所有时间周期内卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口；

步骤4：对初步计算的所有时间周期内卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口进行优化，精确获取所有时间周期内的卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口；

其中，步骤1中所述对计算周期T_a进行分割，包括：按照卫星的回归周期T_b对计算周期T_a进行分割，如果计算周期T_a大于回归周期T_b，则只计算卫星第一个回归周期内的访问时间窗口即可，其中卫星的回归周期T_b是卫星星下点轨迹的重叠周期；其分割方法具体如下：

1)首先，确定卫星的计算周期T_a被分解后的份数n：

$n=\mathrm{CEIL}\left(\frac{T_a}{T_b}\right)$

其中，n为T_a/T_b向上取整后的整数；

2)将卫星的计算周期T_a按照卫星的回归周期T_b分割成n份，经分割后，计算周期T_a被分解成T₁、T₂、T₃……T_n，其中T₁＝T₂＝T₃＝T_n-1＝T_b，T_n＝T_a-T_b*(n-1)。

2.根据权利要求1所述的获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的方法，其特征在于，步骤1中所述对地面目标区域进行预处理，包括：建立地面目标区域外接矩形，将不规则的地面目标区域转换为规则的矩形区域，并获取该矩形区域的边界纬度：lat_max、lat_min。

3.根据权利要求2所述的获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的方法，其特征在于，所述建立地面目标区域外接矩形的步骤如下：

1)获取地面目标区域角点坐标，将该角点坐标分别按照纬度大小及经度大小进行排序，获得最大经度坐标lon_max、最小经度坐标lon_min、最大纬度坐标lat_max和最小纬度坐标lat_min；

2)按照最大经度坐标、最小经度坐标、最大纬度坐标和最小纬度坐标建立地面目标区域外接矩形。

4.根据权利要求1所述的获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的方法，其特征在于，步骤1中所述计算时间相邻星下点轨迹的间隔，包括：

采用相邻星下点轨迹的间隔计算公式来计算时间相邻星下点轨迹的间隔，该相邻星下点轨迹在赤道处的间隔计算公式为θ＝T_c*(ω_e-Φ)，其中，θ为时间相邻星下点轨迹在赤道处的间隔，T_c为卫星轨道周期，用于表征卫星轨道运动的节点周期，ω_e为地球转速，Φ为轨道节线进动的平均速率。

5.根据权利要求1所述的获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的方法，其特征在于，步骤2中所述计算首个时间周期内卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口，包括：

1)计算初始时刻t₀卫星星下点经纬度，按照卫星运行方向计算卫星初始时刻星下点纬度与地面目标区域外接矩形边界纬度lat_max、lat_min的差值Δlat_max、Δlat_min，利用卫星轨道周期T_c初步确定卫星星下点对地面目标区域边界纬度lat_max、lat_min的访问时间窗口如下：

对边界纬度lat_max的访问时间：

对边界纬度lat_min的访问时间：

2)在t₁至t₂时刻内，按照一定的时间间隔计算卫星最大成像能力时在地面的成像区域边界坐标(lat₁、lon₁)，lat₁为成像区域边界纬度坐标的集合，lon₁为成像区域边界经度坐标的集合，判断卫星在地面的成像区域是否能够对地面目标区域进行覆盖，如果卫星地面成像区域能够对地面目标区域进行覆盖，则获得首次成像访问时间窗口(t₁，t₂)；如果卫星地面成像区域不能够对地面目标区域进行覆盖，则按照卫星轨道周期获知卫星下一次成像访问地面目标区域边界纬度lat_max、lat_min的时间窗口t₃、t₄：

t₃＝t₁+T_c

t₄＝t₂+T_c

3)按照时间相邻星下点轨迹的间隔计算卫星在时间窗口(t₃，t₄)内卫星最大成像能力时在地面的成像区域边界坐标(lat₂、lon₂)，lat₂为成像区域边界纬度坐标的集合,lon₂为成像区域边界经度坐标的集合：

lat₂＝lat₁+θ

lon₂＝lon₁+θ

判断成像区域边界坐标(lat₂、lon₂)是否能够对地面目标区域进行成像覆盖，依次获知首个时间周期内所有访问时间窗口TW₁：

TW₁＝[(t_s1，t_e1)，(t_s2，t_e2)，…，(t_si，t_ei)]

其中，TW₁为首个时间周期内所有访问时间窗口的集合，i为首个时间周期内的总的访问时间窗口数目。

6.根据权利要求5所述的获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的方法，其特征在于，所述在t₁至t₂时刻内，按照一定的时间间隔计算卫星最大成像能力时在地面的成像区域边界坐标(lat₁、lon₁)，一定的时间间隔为10秒、15秒或20秒。

7.根据权利要求5所述的获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的方法，其特征在于，所述判断卫星在地面的成像区域是否能够对地面目标区域进行覆盖，包括：

卫星在地面的成像区域为多边形，判断成像区域多边形与地面目标区域多边形之间是否相交，如果相交，则能够进行覆盖，如果不相交，则不能够进行覆盖。

8.根据权利要求1所述的获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的方法，其特征在于，步骤3中所述初步计算所有时间周期内卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口，包括：

根据卫星回归轨道每经过一个回归周期卫星重新依次经过各地上空的特性递推T₂、T₃……T_n时间周期内所有访问时间窗口，计算公式如下：

TW₂＝TW₁+T_b

TW₃＝TW₁+2*T_b

TW_n＝TW₁+(n-1)*T_b。

9.根据权利要求1所述的获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的方法，其特征在于，步骤4中所述对初步计算的所有时间周期内卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口进行优化，精确获取所有时间周期内的卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口，包括：

在初步确定所有时间周期内的访问时间窗口基础上，将访问时间窗口以一定的阀值t进行外延，外延后的访问时间窗口如下：

TW′₁＝(TW₁-t,TW₁+t)＝[(t_s1-t，t_e1+t)，(t_s2-t，t_e2+t)，…，(t_sN-t，t_eN+t)]

TW′_n＝(TW_n-t,TW_n+t)

利用卫星轨道计算技术及卫星传感器地面成像区域计算技术按照一定的时间间隔计算外延后的访问时间窗口内卫星在地面的成像区域边界坐标，判断卫星在地面的成像区域是否能够对地面目标区域进行覆盖，精确获取所有时间周期内的卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口：

TW＝[(T_s1，T_e1)，(T_s2，T_e2)，…，(T_sN，T_eN)]

其中，N为计算周期内总的访问时间窗口数目。

10.根据权利要求9所述的获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的方法，其特征在于，所述在初步确定所有时间周期内的访问时间窗口基础上，将访问时间窗口以一定的阀值t进行外延，该阀值t为1分钟。

11.根据权利要求9所述的获取卫星对地面目标区域可拍摄成像的访问时间窗口的方法，其特征在于，所述利用卫星轨道计算技术及卫星传感器地面成像区域计算技术按照一定的时间间隔计算外延后的访问时间窗口内卫星在地面的成像区域边界坐标，一定的时间间隔为1秒。