1.一种基于多普勒效应的卫星确定方法,其特征在于,所述方法包括:步骤S1,查询各卫星轨道参数,选择同轨道面轨道参数最相近且卫星过顶时间相差在设定时间内的若干个卫星作为备选卫星;步骤S2,根据卫星过顶时间先后对备选卫星进行排序,将备选卫星中过顶时间排在中间位置的卫星作为参考星,若备选卫星的数量为两个,则任选其中一个卫星作为参考星;步骤S3,调整地面站天线跟踪角度,以使地面站天线始终对准参考星;步骤S4,计算参考星对应的多普勒频移,以参考星对应的多普勒频移为补偿量,对接收到的卫星下行信号进行补偿校正;步骤S5,根据补偿校正后的卫星下行信号的频率偏差情况,确定信号对应的信号源卫星。
2.根据权利要求1所述的基于多普勒效应的卫星确定方法,其特征在于,所述根据补偿校正后的卫星下行信号的频率偏差情况,确定信号对应的信号源卫星,包括:若补偿后的卫星下行信号的频率偏差与零频的差值在设定计算误差范围内,则信号对应的信号源卫星为参考星;若补偿后的卫星下行信号的频率偏差始终小于零频,且偏离程度先增大后减小,则信号对应的信号源卫星位于参考星前,选取当前备选卫星中位于参考星前的所有卫星作为新的备选卫星并返回步骤S2,直至确定信号源卫星;若补偿后的卫星下行信号的频率偏差始终大于零频,且偏离程度先增大后减小,则信号对应的信号源卫星位于参考星后,选取当前备选卫星中位于参考星后的所有卫星作为新的备选卫星并返回步骤S2,直至确定信号源卫星;其中,卫星位于参考星前表示卫星的过顶时间在参考星的过顶时间之前,卫星位于参考星后表示卫星的过顶时间在参考星的过顶时间之后。
3.根据权利要求1所述的基于多普勒效应的卫星确定方法,其特征在于,步骤S1中,选择同轨道面轨道参数最相近且卫星过顶时间相差在1分钟内的若干个卫星作为备选卫星。
4.根据权利要求1所述的基于多普勒效应的卫星确定方法,其特征在于,步骤S3中,地面站天线跟踪角度根据参考星的轨道参数和地面站的位置信息进行计算。
5.根据权利要求1所述的基于多普勒效应的卫星确定方法,其特征在于,参考星对应的多普勒频移利用以下公式进行计算;其中,f c 表示信号载波频率,c表示光速,r E 表示地球半径,r表示卫星到地心的距离,ψ(t)和ψ(t 0 )分别表示t时刻和t 0 时刻地球表面星下点所对应的圆心角,θ max 表示此次卫星过境过程中卫星到地面站的最大仰角,t 0 表示最大仰角时刻,ω F (t)表示t时刻卫星在地心固连坐标系下的角速度。
6.一种采用如权利要求1所述的基于多普勒效应的卫星确定方法的基于多普勒效应的卫星确定装置,其特征在于,所述装置包括:天线、信号放大模块、天线控制模块、信号处理模块和任务管理计算机;所述天线分别与所述信号放大模块和所述天线控制模块连接,所述天线用于接收卫星下行信号;所述信号放大模块的输出端和所述信号处理模块的输入端连接,所述信号放大模块用于对信号进行放大处理;所述信号处理模块的输出端和所述任务管理计算机连接,所述信号处理模块用于实现信号的A/D采样、下变频处理和多普勒频移补偿校正;所述任务管理计算机还与所述天线控制模块连接,所述任务管理计算机用于根据信号的补偿校正情况确定信号源卫星、以及用于计算各个卫星过顶时间和天线跟踪角度,所述天线控制模块用于在所述任务管理计算机的控制下对天线的跟踪角度进行调整。
7.根据权利要求6所述的基于多普勒效应的卫星确定装置,其特征在于,所述信号放大模块为低噪声放大器。
8.根据权利要求6所述的基于多普勒效应的卫星确定装置,其特征在于,所述信号处理模块包括通用软件无线电平台和信号处理计算机;所述通用软件无线电平台分别与所述信号放大模块和所述信号处理计算机连接;所述信号处理计算机分别与所述通用软件无线电平台和所述任务管理计算机连接。
9.根据权利要求8所述的基于多普勒效应的卫星确定装置,其特征在于,所述通用软件无线电平台为通用软件无线电平台USRPB210。
10.根据权利要求6所述的基于多普勒效应的卫星确定装置,其特征在于,所述天线控制模块包括转台控制器和伺服机构;所述转台控制器分别与所述任务管理计算机和所述伺服机构连接;所述伺服机构分别与所述转台控制器和所述天线连接。