本发明公开了一种基于用户位置感知的高动态信号频偏补偿方法，涉及卫星通信数字信号处理领域。
背景技术：
1、随着低轨卫星通信的兴起，许多与其相关的通信技术得到了快速发展，其中，多普勒频偏对星地信号的收发至关重要。目前，解决多普勒频偏的手段多是地面用户站根据卫星星历进行频偏补偿，该方法主要有两个缺点：一是卫星星历需要定期更新，地面用户终端初始获取卫星星历、工作中获取卫星星历的途径均需要特殊设计；二是所有地面用户终端都需要获取低轨星座中大部分卫星星历，此方法增加了地面用户终端的复杂度和降低了系统的安全性。
2、鉴于降低地面用户终端复杂度、增加系统安全性、增强用户使用体验等多方面需求，需要研究一种简单的、可靠的、适应低轨特点的高动态信号频偏补偿方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提出一种基于用户位置感知的高动态信号频偏补偿方法。本发明针对低轨卫星星地通信需要实时知道双方位置信息的特点，创新性地利用卫星和地面用户的位置信息计算高动态信号频偏补偿，避免了星地系统内复杂的协议交互流程，提高了系统的可靠性和安全性，降低了地面用户终端的复杂度，增强了地面用户终端的可用性。
2、本发明的目的是这样实现的：
3、一种基于用户位置感知的高动态信号频偏补偿方法，包括以下步骤：
4、（1）接收t1时刻的卫星位置坐标信息和地面用户位置坐标信息，将卫星位置坐标信息和地面用户位置坐标信息转换成以地心为中心的空间直角坐标系下的卫星位置坐标信息s(t1)=(xs(t1),ys(t1),zs(t1))和地面用户位置坐标信息p(t1)=(xp(t1),yp(t1),zp(t1))，其中，x、y、z表示相应坐标的三维分量；
5、（2）根据以地心为中心的空间直角坐标系的两点距离公式，计算t1时刻的时星地距离l1：
6、；
7、（3）接收t2时刻的卫星位置坐标信息和地面用户位置坐标信息，将卫星位置坐标信息和地面用户位置坐标信息转换成以地心为中心的空间直角坐标系下的卫星位置坐标信息s(t2)=(xs(t2),ys(t2),zs(t2))和地面用户位置坐标信息p(t2)=(xp(t2),yp(t2),zp(t2))；
8、（4）根据以地心为中心的空间直角坐标系的两点距离公式，计算t2时刻的时星地距离l2：
9、；
10、（5）计算t2时刻和t1时刻间的星地距离差和时间差；
11、（6）接收星地传输信号的频率f，根据频率f、星地距离差、时间差、光速c，计算信号频偏：
12、；
13、（7）将频率f与信号频偏相加，得到补偿后的信号频率ft，使用补偿后的信号频率ft对待接收或发射的星地信号进行频率补偿。
14、本发明相比背景技术具有如下优点：
15、1.本发明创新性的提出了一种基于卫星载荷计算星地通信信号的多普勒频偏方法，该方法使用的信息均是系统中已有的信息，无需增加额外流程或设计，方法简单可靠，可完成高动态的信号频偏补偿。
16、2.本发明计算信号频偏仅使用实时的卫星位置、地面用户卫星、信号频率三个基本信息，计算结果实时性强，结果之间无相关性，不会导致计算误差积累，计算过程简单且准确性高。
17、3.本发明计算信号频偏采用集中的方式，避免了系统所有用户终端计算造成的系统资源的浪费和离散性误差。
18、4.本发明无需地面用户终端定期更新卫星星座的星历，无需用户终端计算信号频偏，降低了系统和用户终端的复杂度，有利于用户终端的通用化、标准化设计和应用。
1.一种基于用户位置感知的高动态信号频偏补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
