本发明涉及卫星遥感仪器指向精度技术领域，具体涉及一种卫星遥感仪器光轴指向在轨调整方法及系统。
背景技术：
随着卫星在天气预报、资源探测、海洋观察、减灾等方面的广泛应用，用户对卫星搭载的遥感仪器在分辨率和测量精度等方面提出了越来越高的要求。如果遥感仪器光轴无法实现对目标区域的精确指向，则无法获得相应的准确数据或图像，进而可能会造成整个卫星遥感任务的失败。因此，遥感仪器光轴指向精度的提高非常迫切，必须采取光轴指向调整的措施保证卫星遥感仪器正常、高效地工作。
传统光轴指向调整方法主要是在卫星发射前采用铲刮片、垫片、定位块、定位销等零部件通过修垫、配作等方式进行遥感仪器光轴指向精度的调整及复位，可以保证卫星发射前遥感仪器的光轴指向精度，但是该传统方法无法消除地球重力带来的结构变形影响，同时无法精确测量在轨热变形造成的遥感仪器光轴指向偏差，卫星发射后，在轨微重力和热变形环境将引起遥感仪器光轴指向变化，可能给卫星遥感仪器应用带来成像质量不佳的恶劣影响，且该传统方法没有在轨调整等弥补措施。因此，要对卫星遥感仪器在轨实际光轴指向进行控制，设计一种卫星遥感仪器光轴指向在轨调整系统，是解决问题的主要途径之一。
目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
技术实现要素：
本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种卫星遥感仪器光轴指向在轨调整方法及系统。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种卫星遥感仪器光轴指向在轨调整系统，包括指向偏差测量单元、在轨调整控制单元、指向调整执行单元；
所述的指向偏差测量单元采用卫星遥感仪器光轴指向偏差测量传感器或卫星地面应用系统数据处理中心，测量或计算卫星遥感仪器光轴的实际指向偏差，并反馈给在轨调整控制单元；其中，所述的卫星遥感仪器光轴指向偏差测量传感器用于在轨测量实际的光轴指向偏差量；所述的卫星地面应用系统数据处理中心用于根据遥感仪器在轨数据计算得到光轴指向偏差量。
所述的在轨调整控制单元用于接收用户发出的指令、指向偏差测量单元的在轨实测数据和指向调整执行单元反馈的调整完毕信息，在轨计算卫星遥感仪器光轴指向调整量，并向指向偏差测量单元发送开始测量指令、向指向调整执行单元发送调整指令。它包括数据接收模块、数据处理模块、指令发送模块、调整到位判断模块；
所述的数据接收模块用于接收用户发出的指令、指向偏差测量单元的光轴指向偏差测量值和指向调整执行单元反馈的调整完毕信息；
所述的数据处理模块用于根据光轴指向偏差测量值在轨计算光轴指向调整量，并将调整量信息转换为指令；
所述的指令发送模块用于向指向偏差测量单元发送开始测量指令，将数据处理模块的指令发送给指向调整执行单元；
所述的调整到位判断模块用于判断指向调整后的遥感仪器光轴指向偏差是否满足程序预设的调整阈值要求。
所述的用户发出的指令包括指向调整请求指令、调整阈值更改指令、强行终止调整指令；所述的用户是指卫星使用单位；
所述的指向调整执行单元采用一套可调节卫星遥感仪器绕三轴方向旋转量的机械装置，用于根据在轨调整控制单元指令对卫星遥感仪器光轴指向进行调整；它包括电机模块、转角测量模块、逻辑判断模块。
所述的电机模块用于实现卫星遥感仪器光轴绕某个轴的转动；
所述的转角测量模块用于实现电机转动角度的测量；
所述的逻辑判断模块用于判断电机实际转动角度和指令要求值的差值是否满足程序预设的阈值要求。
本发明的卫星遥感仪器为光学遥感仪器或微波遥感仪器。
本发明的指向调整执行单元可以是独立的机械装置，也可是遥感仪器机构的一个功能模块。
本发明实施例还提供了一种基于上述系统的卫星遥感仪器光轴指向在轨调整方法，包括如下步骤：
步骤1、用户向卫星发送遥感仪器光轴指向调整请求指令，卫星的在轨调整控制单元对用户指向调整请求指令进行数据处理后向指向偏差测量单元发送开始测量指令；
步骤2、指向偏差测量单元进行卫星遥感仪器光轴指向偏差测量，并将测量值发送给在轨调整控制单元；
步骤3、在轨调整控制单元进行卫星遥感仪器光轴指向调整量计算，并向指向调整执行单元发送调整量信息；
步骤4、指向调整执行单元进行卫星遥感仪器光轴指向在轨调整，并向在轨调整控制单元发送调整完毕信息；
步骤5、在轨调整控制单元再次向指向偏差测量单元发送开始测量指令；
步骤6、指向偏差测量单元再次进行卫星遥感仪器光轴指向偏差测量，并将测量值发送给在轨调整控制单元；
步骤7、在轨调整控制单元判断卫星遥感仪器光轴指向是否调整到位。若调整到位，则结束本次卫星遥感仪器光轴指向调整，若未调整到位，则从步骤3开始重复。
本发明中，步骤7中调整到位的判断依据为：指向调整后的遥感仪器光轴指向偏差是否满足程序预设的调整阈值要求，若光轴指向偏差满足调整阈值要求，则为调整到位，若光轴指向偏差不满足调整阈值要求，则为未调整到位；
本发明中，用户可根据实际应用需求在任何可测控时间内进行在轨调整。
本发明中，根据实际应用需求可通过地面发送指令方式更改调整阈值，进而更改卫星遥感仪器光轴指向在轨调整精度。
本发明中，根据实际情况可通过地面发送指令方式强行终止调整，避免因调整阈值更改不合理或其他意外情况导致卫星遥感仪器光轴指向在轨调整系统进入无休止的光轴指向调整死循环。
本发明相比于现有技术，具有如下有益效果：
1、采用在轨遥感仪器光轴指向测量，可以直接获取真实的光轴指向偏差；
2、调整量是根据在轨光轴指向偏差量计算得到，针对性强；
3、调整环境和工作环境完全一致，不存在调整措施实施后因环境变化引起指向偏差的情况，能避免地面重力引起的结构变形影响，并能补偿在轨热变形引起的指向偏差；
4、可多次调整且调整精度可调，调整方式灵活。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征和目的将会变得更明显：
图1为本发明卫星遥感仪器光轴指向在轨调整系统示意图；
图2为本发明卫星遥感仪器光轴指向在轨调整方法示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本实施例提供了一种卫星遥感仪器光轴指向在轨调整系统，其特征是它包括指向偏差测量单元、在轨调整控制单元、指向调整执行单元，其中：
指向偏差测量单元，是卫星遥感仪器光轴指向偏差测量传感器或卫星地面应用系统数据处理中心，测量或计算卫星遥感仪器光轴的实际指向偏差，并反馈给在轨调整控制单元；
在轨调整控制单元，用于接收用户发出的指令、指向偏差测量单元的在轨实测数据和指向调整执行单元反馈的调整完毕信息，在轨计算卫星遥感仪器光轴指向调整量，并向指向偏差测量单元发送开始测量指令、向指向调整执行单元发送调整指令。它包括数据接收模块、数据处理模块、指令发送模块、调整到位判断模块；
指向调整执行单元，是一套可调节卫星遥感仪器绕三轴方向旋转量的机械装置，用于根据在轨调整控制单元指令对卫星遥感仪器光轴指向进行调整；它包括电机模块、转角测量模块、逻辑判断模块。
本发明所述的指向偏差测量单元，是卫星遥感仪器光轴指向偏差测量传感器或卫星地面应用系统数据处理中心，测量或计算卫星遥感仪器光轴的实际指向偏差，并反馈给在轨调整控制单元；
所述的卫星遥感仪器光轴指向偏差测量传感器用于在轨测量实际的光轴指向偏差量，可以为倾角传感器、角位移传感器等；
所述的卫星地面应用系统数据处理中心用于根据遥感仪器在轨数据计算得到光轴指向偏差量，可以为气象卫星工程地面应用系统等；
在轨调整控制单元，用于接收用户发出的指令、指向偏差测量单元的在轨实测数据和指向调整执行单元反馈的调整完毕信息，在轨计算卫星遥感仪器光轴指向调整量，并向指向偏差测量单元发送开始测量指令、向指向调整执行单元发送调整指令。它包括数据接收模块、数据处理模块、指令发送模块、调整到位判断模块；
所述的数据接收模块用于接收用户发出的指令、指向偏差测量单元的光轴指向偏差测量值和指向调整执行单元反馈的调整完毕信息，可以为应答机和指令译码单元；
所述的数据处理模块用于根据光轴指向偏差测量值在轨计算光轴指向调整量，并将调整量信息转换为指令，可以为数管计算机和指令译码单元；
所述的指令发送模块用于向指向偏差测量单元发送开始测量指令，将数据处理模块的指令发送给指向调整执行单元，可以为指令译码单元和应答机；
所述的调整到位判断模块用于判断指向调整后的遥感仪器光轴指向偏差是否满足程序预设的调整阈值要求，可以为数管计算机。
指向调整执行单元，是一套可调节卫星遥感仪器绕三轴方向旋转量的机械装置，用于根据在轨调整控制单元指令对卫星遥感仪器光轴指向进行调整；它包括电机模块、转角测量模块、逻辑判断模块；
所述的电机模块用于实现卫星遥感仪器光轴绕某个轴的转动，可以为步进电机、无刷直流力矩电机、直线电机；
所述的转角测量模块用于实现电机转动角度的测量，可以为旋转变压器、光电码盘、霍尔传感器；
所述的逻辑判断模块用于判断电机实际转动角度和指令要求值的差值是否满足程序预设的阈值要求，可以为数管计算机。
本发明中，所述的卫星遥感仪器为光学遥感仪器或微波遥感仪器。
如图2所示，本实施例提供的卫星遥感仪器光轴指向在轨调整方法，包括如下步骤：
步骤1、用户通过测控链路向卫星发送遥感仪器光轴指向调整请求指令，卫星的在轨调整控制单元对用户指向调整请求指令进行指令接收、指令译码、逻辑判断等数据处理，然后向指向偏差测量单元发送开始测量指令，包括指令译码和指令传送；
步骤2、指向偏差测量单元进行卫星遥感仪器光轴指向偏差测量，并将测量值发送给在轨调整控制单元。若是卫星遥感仪器光轴指向偏差测量传感器进行指向偏差测量，则将测试值直接传送给在轨调整控制单元，若是卫星地面应用系统数据处理中心根据遥感仪器在轨数据计算光轴指向偏差量，则需通过测控链路和数传链路将偏差量发送给在轨调整控制单元；
步骤3、在轨调整控制单元通过坐标变换、差值比对、坐标逆变换等过程进行卫星遥感仪器光轴指向调整量计算，并向指向调整执行单元发送电机转角值等调整量信息；
步骤4、指向调整执行单元通过电机转动等方式进行卫星遥感仪器光轴指向在轨调整，并向在轨调整控制单元发送调整完毕信息；
步骤5、在轨调整控制单元再次向指向偏差测量单元发送开始测量指令，包括指令译码和指令传送；
步骤6、指向偏差测量单元再次进行卫星遥感仪器光轴指向偏差测量，并将测量值发送给在轨调整控制单元。若是卫星遥感仪器光轴指向偏差测量传感器进行指向偏差测量，则将测试值直接传送给在轨调整控制单元，若是卫星地面应用系统数据处理中心根据遥感仪器在轨数据计算光轴指向偏差量，则需通过测控链路和数传链路将偏差量发送给在轨调整控制单元；
步骤7、在轨调整控制单元通过比对调整后的光轴指向偏差量是否小于程序预设的调整阈值来判断卫星遥感仪器光轴指向是否调整到位。若调整后的光轴指向偏差量小于程序预设的调整阈值，则说明已调整到位，结束本次卫星遥感仪器光轴指向调整，若调整后的光轴指向偏差量不小于程序预设的调整阈值，则说明未调整到位，需从步骤3开始重复。
本发明中，用户可根据实际应用需求在任何可测控时间内进行在轨调整。
本发明中，根据实际应用需求可通过地面发送指令方式更改调整阈值，进而更改卫星遥感仪器光轴指向在轨调整精度。
本发明中，根据实际情况可通过地面发送指令方式强行终止调整，避免因调整阈值更改不合理或其他意外情况导致卫星遥感仪器光轴指向在轨调整系统进入无休止的光轴指向调整死循环。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。