CN117478207B - 星地链路通信方法、装置、设备、存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种星地链路通信方法、装置、设备及存储介质，涉及通信技术领域。该方法包括：获取参考时刻的卫星轨道参数，根据参考时刻的卫星轨道参数确定传输时刻的卫星轨道参数；根据传输时刻确定赤经角度，根据赤经角度和传输时刻的卫星轨道参数，确定卫星的速度向量和位置向量；根据终端的定位信息确定终端的速度向量和位置向量，根据终端和卫星的速度向量和位置向量，确定星地链路的时偏和频偏；根据星地链路的时偏和频偏，对通信信号的传输参数进行补偿，基于补偿后的传输参数传输通信信号。通过上述技术手段，解决了现有技术中星地链路的时偏和频偏影响通信质量的问题，提高了卫星基站与终端之间的通信质量。

Description

星地链路通信方法、装置、设备、存储介质

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种星地链路通信方法、装置、设备、存储介质。

背景技术

非地面网络（NTN，Non-Terrestrial Network）是指搭载于人造卫星或无人机（UAS，Unmanned Aircraft System）平台的无线网络。从R17版本开始，3GPP标准组织将非地面网络技术纳入规范成为5G标准的一部分，以通过卫星天链中继实现上千公里覆盖，与地面通信相辅相成共同构建空天地一体化立体融合网络。相比于传统的5G地面通信，非地面网络技术能够提供很好的补充服务，如覆盖补盲、大范围广播、支持高速移动用户（如客机等交通工具中的乘客）等。

在现有技术中，非地面网络技术的实现过程为：通过载荷透传或载荷再生的卫星或高空UAS平台，产生通信波束并在服务地区形成椭圆照射区域。其中，低轨道（LEO）卫星搭载卫星基站是一种主流的架构方案，低轨道卫星与其他载体相比，具有星地距离近和信号质量强的特点。但低轨道卫星在轨道上快速运动时，会导致卫星基站与终端之间的星地链路的传播时延和多普勒频偏不断变化，进而影响卫星基站与终端之间的通信质量。

发明内容

本申请提供一种星地链路通信方法、装置、设备及存储介质，以根据低轨道卫星的轨道参数推导实时运动状态，再结合终端的定位信息精确估计星地链路的时偏和频偏，根据时偏和频偏对通信信号的传输参数进行补偿处理，解决了现有技术中星地链路的时偏和频偏影响通信质量的问题，提高了卫星基站与终端之间的通信质量。

第一方面，本申请提供了一种星地链路通信方法，包括：

获取参考时刻的卫星轨道参数，根据所述参考时刻的卫星轨道参数确定传输时刻的卫星轨道参数；

根据所述传输时刻确定赤经角度，根据所述赤经角度和所述传输时刻的卫星轨道参数，确定卫星的速度向量和位置向量；

根据终端的定位信息确定终端的速度向量和位置向量，根据所述终端和所述卫星的速度向量和位置向量，确定星地链路的时偏和频偏；

根据所述星地链路的时偏和频偏，对通信信号的传输参数进行补偿，基于补偿后的传输参数传输所述通信信号。

第二方面，本申请提供了一种星地链路通信装置，包括：

轨道参数确定模块，被配置为获取参考时刻的卫星轨道参数，根据所述参考时刻的卫星轨道参数确定传输时刻的卫星轨道参数；

卫星向量确定模块，被配置为根据所述传输时刻确定赤经角度，根据所述赤经角度和所述传输时刻的卫星轨道参数，确定卫星的速度向量和位置向量；

时频偏确定模块，被配置为根据终端的定位信息确定终端的速度向量和位置向量，根据所述终端和所述卫星的速度向量和位置向量，确定星地链路的时偏和频偏；

传输参数补偿模块，被配置为根据所述星地链路的时偏和频偏对通信信号的传输参数进行补偿，基于补偿后的传输参数传输所述通信信号。

第三方面，本申请提供了一种星地链路通信设备，包括：

一个或多个处理器；存储器，存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的星地链路通信方法。

第四方面，本申请提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如第一方面所述的星地链路通信方法。

在本申请中，通过获取参考时刻的卫星轨道参数，根据参考时刻的卫星轨道参数确定传输时刻的卫星轨道参数；根据传输时刻确定赤经角度，根据赤经角度和传输时刻的卫星轨道参数，确定卫星的速度向量和位置向量；根据终端的定位信息确定终端的速度向量和位置向量，根据终端和卫星的速度向量和位置向量，确定星地链路的时偏和频偏；根据星地链路的时偏和频偏，对通信信号的传输参数进行补偿，基于补偿后的传输参数传输通信信号。通过上述技术手段，可基于参考时刻的卫星轨道参数推算出通信信号的传输时刻的卫星轨道参数，根据传输时刻的卫星轨道参数确定在传输时刻的位置和速度，根据终端的定位信息推算出终端在传输时刻的位置和速度，根据卫星和终端的位置距离精准估计出通信信号的传输时延也即星地链路的时偏，根据卫星的终端的速度偏差精准估计出星地链路的频偏，根据时偏和频偏对通信信号的传输时刻和传输频率进行补偿处理，以降低时偏和频偏对通信信号的影响，解决了现有技术中星地链路的时偏和频偏影响通信质量的问题，提高了卫星基站与终端之间的通信质量。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种星地链路通信方法的流程图；

图2是本申请实施例提供的确定传输时刻的卫星轨道参数的流程图；

图3是本申请实施例提供的确定赤经角度的流程图；

图4是本申请实施例提供的确定卫星的速度向量和位置向量的流程图；

图5是本申请实施例提供的确定终端的位置向量的流程图；

图6是本申请实施例提供的球面坐标系的示意图；

图7是本申请实施例提供的确定终端的速度向量的流程图；

图8是本申请实施例提供的确定星地链路的时偏的流程图；

图9是本申请实施例提供的确定星地链路的频偏的流程图；

图10是本申请实施例提供的一种星地链路通信装置的结构示意图；

图11是本申请实施例提供的一种星地链路通信设备的结构示意图。

具体实施方式

在较为常见的现有实现方式中，通过低轨道卫星搭载卫星基站，卫星基站与地面终端之间进行非地面网络通信。虽然低轨道卫星与其他载体相比，具有星地距离近和信号质量强的特点。但低轨道卫星在轨道上快速运动时，会导致卫星基站与终端之间的星地链路的传播时延和多普勒频偏不断变化，进而影响卫星基站与终端之间的通信质量。

为解决上述问题，本实施例提供了一种星地链路通信方法，以根据低轨道卫星的轨道参数推导实时运动状态，再结合终端的定位信息精确估计星地链路的时偏和频偏，根据时偏和频偏对通信信号的传输参数进行补偿处理，解决了现有技术中星地链路的时偏和频偏影响通信质量的问题，提高了卫星基站与终端之间的通信质量。

本实施例中提供的星地链路通信方法可以由星地链路通信设备执行，该星地链路通信设备可以通过软件和/或硬件的方式实现，该星地链路通信设备可以是两个或多个物理实体构成，也可以是一个物理实体构成。例如星地链路通信设备可以是地面终端。

星地链路通信设备安装有至少一类操作系统，其中，操作系统包括但不限定于安卓系统、Linux系统及Windows系统。星地链路通信设备可以基于操作系统安装至少一个应用程序，应用程序可以为操作系统自带的应用程序，也可以为从第三方设备或者服务器中下载的应用程序。在该实施例中，星地链路通信设备至少有可以执行星地链路通信方法的应用程序。

为便于理解，本实施例以地面终端为执行星地链路通信方法的主体为例进行描述。

图1是本申请实施例提供的一种星地链路通信方法的流程图。如图1所示，该星地链路通信方法的步骤包括：

S110、获取参考时刻的卫星轨道参数，根据参考时刻的卫星轨道参数确定传输时刻的卫星轨道参数。

其中，传输时刻是指地面终端向低轨道卫星发送通信信号的时刻，参考时刻是用于推算传输时刻的卫星轨道参数的时刻。对于当前时刻来说，传输时刻属于未来时间节点，因此无法直接获取低轨道卫星在传输时刻的卫星轨道参数，需通过低轨道卫星在参考时刻的卫星轨道参数间接确定传输时刻的卫星轨道参数。在获取参考时刻的卫星轨道参数时，低轨道卫星可通过网络广播向地面终端实时发送对应时刻的卫星轨道参数，地面终端将网络广播中卫星轨道参数对应的时刻作为参考时刻，将网络广播中的卫星轨道参数作为参考时刻的卫星轨道参数。除此之外，可在地面终端预先配置多个时刻对应的卫星轨道参数，根据传输时刻选择其中一个时刻作为参考时刻，将该时刻对应的卫星轨道参数确定为参考时刻的卫星轨道参数。

根据开普勒天体运动定律，卫星轨道是以地心为焦点的椭圆轨道，椭圆轨道主要通过半长轴、离心率、轨道倾角、近心点幅角、升交点经度和近点角这六个卫星轨道参数进行描述。其中，卫星轨道参数以地心惯性（ECI）坐标系为参照，半长轴为过焦点与椭圆相交的最长线段的长度的一半；离心率为半焦距与半长轴之比；轨道倾角表征轨道平面相对于参考平面的倾斜程度；近心点幅角表征近心点与参考平面位置关系；升交点经度表征轨道平面相当于地心惯性坐标系的X轴的位置关系；近点角具有三种表达方式，分别是真近点角、偏近点角和平近点角，真近点角表征卫星在轨道焦线的相对位置；偏近点角为轨道上的卫星所在的位置投影在垂直于椭圆半长轴的外接圆上，并从椭圆的中心量度和近心点方向之间的角度；平近点角为轨道上的卫星在辅助圆上的对应虚拟点相对于中心点的运行角度。

在该实施例中，图2是本申请实施例提供的确定传输时刻的卫星轨道参数的流程图。如图2所示，该确定传输时刻的卫星轨道参数的步骤具体包括S1101-S1103：

S1101、将参考时刻的半长轴、离心率、轨道倾角、近心点幅角和升交点经度，确定为传输时刻的半长轴、离心率、轨道倾角、近心点幅角和升交点经度。

示例性的，对于同一卫星来说，其在不同时刻时对应卫星轨道参数中的半长轴、离心率、轨道倾角、近心点幅角和升交点经度是相同的，因此可直接将参考时刻的半长轴、离心率、轨道倾角、近心点幅角和升交点经度确定为传输时刻的半长轴、离心率、轨道倾角、近心点幅角和升交点经度。

S1102、根据半长轴和地心引力常数确定平运动角速度，根据平运动角速度、参考时刻与传输时刻的差值以及参考时刻的平近点角，确定传输时刻的平近点角。

示例性的，近角点是卫星轨道参数中的唯一变量，而在后续在确定卫星的位置和速度时会使用到偏近点角，因此本实施例旨在确定传输时刻的偏近点角。偏近点角和平近点角之间满足开普勒方程，其中，/>为传输时刻的偏近点角，/>为传输时刻的平近点角，e为传输时刻的离心率。因此可先确定出传输时刻的平近点角后再确定传输时刻的偏近点角。

平运动角速度的计算公式为，/>为平运动角速度，/>为地心引力常数，/>，/>为万有引力常数，/>为地球质量，/>为传输时刻的半长轴。将地心引力常数和传输时刻的半长轴代入平运动角速度的计算公式，即可算得平运动角速度。将平运动角速度乘以传输时刻与参考时刻的时间差得到乘积，将该乘积加上参考时刻的平近点角得到和值，将该和值对圆周弧度即/>进行求余运算得到传输时刻的平近点角。需要说明的，上述计算过程可推理出平近点角计算公式/>，/>为参考时刻的平近点角，T为传输时刻，/>为参考时刻，/>为取余运算的符号。将参考时刻、传输时刻、参考时刻的平近点角和平运动角速度代入平近点角计算公式，即可算得传输时刻的平近点角。

S1103、根据传输时刻的平近点角和离心率，确定传输时刻的偏近点角。

示例性的，基于传输时刻的平近点角和离心率对开普勒方程进行解算，可得到传输时刻的偏近点角。其中，当离心率/>时，卫星轨道为圆，偏近点角/>等于平近点角/>；当离心率/>时，卫星轨道为椭圆，可通过迭代法解算开普勒方程，由于/>，该迭代/>是收敛的，/>。可令初始/>，设置合理的控制标准/>，当符合该控制标准即收敛的差距小于特定阈值时即可结束迭代，最终得到的/>作为开普勒方程的解，也即作为传输时刻的偏近点角。

S120、根据传输时刻确定赤经角度，根据赤经角度和传输时刻的卫星轨道参数，确定卫星的速度向量和位置向量。

示例性的，卫星轨道参数以地心惯性（ECI）坐标系为参照，用于确定星地链路的时偏和频偏的卫星速度和位置以地心地固（ECEF）坐标系为参照，两个坐标系均以地心原点和以北极为Z轴方向，但地心惯性坐标系以春分点（即黄道面与赤道交点）为X轴方向，地心地固坐标系以0经度与赤道交点为X轴方向。因此地心惯性坐标系的X轴与地心地固坐标系的X轴的偏转角度等于赤经角度，可通过赤经角度将卫星轨道参数转换为地心地固坐标系后，再确定处于地心地固坐标系下的卫星速度和卫星位置。

赤经角度是从春分点沿着天赤道向东到天体时圈与天赤道的交点所夹的角度，可基于传输时刻距离当前的春分日中午12点整的时长确定传输时刻对应的赤经角度。图3是本申请实施例提供的确定赤经角度的流程图。如图3所示，该确定赤经角度的步骤具体包括S1201-S1202：

S1201、确定传输时刻对应年份的春分日正午与传输时刻的时间间隔。

S1202、确定时间间隔与地球自转周期的时间比值，将时间比值的小数部分与圆周弧度的乘积确定为赤经角度。

示例性的，春分日正午即为春分日中午12点整，将传输时刻减去与传输时刻处于同一年份的春分日正午12点整，将算得的差值作为时间间隔。将该时间间隔除以地球自转周期得到时间比值，由于时间间隔和地球自转周期以相同的时间单位相除，因此两者相除后得到的时间比值以天为单位。而一天对应的自转角度为，时间比值的小数部分是不超过一天的时间段，将该时间段乘以圆周弧度也即/>，即可得到传输时刻对应的赤经角度。

需要说明的，上述计算过程可推理出赤经角度的计算公式为：

其中，为赤经角度，/>为地球自转周期，/>为传输时刻与处于同一年份的春分日正午12点整的时间间隔。将时间间隔和地球自转周期代入上述计算公式即可算得赤经角度。

在确定出赤经角度后，基于赤经角度和传输时刻的卫星轨道参数，确定低轨道卫星在传输时刻时在地心地固坐标系下的速度向量和位置向量。在该实施例中，图4是本申请实施例提供的确定卫星的速度向量和位置向量的流程图。如图4所示，该确定卫星的速度向量和位置向量的步骤具体包括S1203-S1204：

S1203、根据传输时刻的近心点幅角、升交点经度、轨道倾角和赤经角度，确定近心点和半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量。

示例性的，若在以轨道面作为XY平面的直角坐标系中，X轴指向近心点方向，则近心点的初始单位向量，而近心点在地心地固坐标系下的单位向量/>将由初始单位向量/>左乘旋转矩阵得到。近心点在地心地固坐标系下的单位向量/>与初始单位向量之间的表达式如下所示：

其中，为传输时刻的近心点幅角，/>为传输时刻的轨道倾角，/>，/>为传输时刻的升交点经度，/>为传输时刻的赤经角度，/>为第一旋转矩阵，/>为第二旋转矩阵，/>为第三旋转矩阵。赤经角度的增长方向为自东向西，与经度相反，地心惯性坐标系的升交点经度经过赤经角度的修正即可得到地心地固坐标系的升交点经度，确保了计算的准确性。

若在以轨道面作为XY平面的直角坐标系中，X轴指向半通径方向，则半通径方向的初始单位向量为，于是半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量/>将由初始单位向量/>左乘旋转矩阵得到。半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量/>与始单位向量/>之间的表达式如下所示：

其中，为第三旋转矩阵。

由上述表达式可知，可根据近心点幅角的相反数确定第一旋转矩阵，根据轨道倾角的相反数确定第二旋转矩阵，根据升交点经度和赤经角度的差值的相反数确定第三旋转矩阵，根据近心点幅角的相反数与九十度角的差值确定第四旋转矩阵；根据第一旋转矩阵、第二旋转矩阵和第三旋转矩阵对近心点的初始单位向量进行旋转变换，得到近心点在地心地固坐标系下的单位向量；根据第四旋转矩阵、第二旋转矩阵和第三旋转矩阵对半通径方向的初始单位向量进行旋转变换，得到半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量。其中，第一旋转矩阵、第二旋转矩阵、第三旋转矩阵和第四旋转矩阵的表达式如下所示：

由第一旋转矩阵、第二旋转矩阵、第三旋转矩阵和第四旋转矩阵的表达式，将近心点幅角的相反数代入绕Z轴旋转的矩阵计算公式即可求得第一旋转矩阵，将轨道倾角的相反数代入绕X轴旋转的矩阵计算公式即可求得第二旋转矩阵，将升交点经度和赤经角度的差值的相反数代入绕Z轴旋转的矩阵计算公式即可求得第三旋转矩阵，将近心点幅角的相反数与九十度角的差值代入绕Z轴旋转的矩阵计算公式即可求得第四旋转矩阵。将近心点的初始单位向量依次左乘以第三旋转矩阵、第二旋转矩阵、第一旋转矩阵即可得到近心点在地心地固坐标系下的单位向量。将半通径方向的初始单位向量依次左乘以第四旋转矩阵、第二旋转矩阵、第一旋转矩阵即可得到半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量。

需要说明的，将第一旋转矩阵、第二旋转矩阵、第三旋转矩阵和近心点的初始单位向量的表达式代入，可推得近心点在地心地固坐标系下的单位向量/>的计算公式为：

将第一旋转矩阵、第二旋转矩阵、第四旋转矩阵和半通径方向的初始单位向量的表达式代入，可推得半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量/>的计算公式为：

因此，可将传输时刻的近心点幅角、轨道倾角、升交点经度和赤经角度代入的计算公式和/>的计算公式中，求得/>和/>。

S1204、根据近心点和半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量以及传输时刻的半长轴、离心率和偏近点角，确定卫星在地心地固坐标系下的速度向量和位置向量。

示例性的，基于预设的卫星位置计算公式，通过近心点和半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量以及传输时刻的半长轴、离心率和偏近点角，确定卫星在地心地固坐标系下的位置向量。卫星位置计算公式为：

其中，为卫星的位置向量。将传输时刻的半长轴/>、离心率/>、偏近点角/>、近心点在地心地固坐标系下的单位向量/>和半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量/>代入卫星位置计算公式，即可求得卫星的位置向量/>。

进一步的，基于预设的卫星速度计算公式，通过近心点和半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量，传输时刻的半长轴、离心率和偏近点角以及卫星的位置向量，确定卫星在地心地固坐标系下的速度向量。卫星速度计算公式为：

其中，为卫星的速度向量，/>为卫星的位置向量的模长。将传输时刻的半长轴/>、离心率/>、偏近点角/>、近心点在地心地固坐标系下的单位向量/>、半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量/>、地心引力常数/>和卫星的位置向量的模长/>代入卫星速度计算公式，即可求得卫星的速度向量/>。

S130、根据终端的定位信息确定终端的速度向量和位置向量，根据终端和卫星的速度向量和位置向量，确定星地链路的时偏和频偏。

示例性的，地面终端从自身的GNSS（全球导航卫星系统）中获取实时的定位信息。由于地面终端的运动情况与低轨道位置的飞行速度相比不明显，可在距离传输时刻较近时获取地面终端的实时定位信息，将该实时定位信息作为传输时刻的地面终端的定位信息。

地面终端的定位信息包括经度、纬度、纬度符号，甚至还有些定位信息包括高度，可基于定位信息中的经度、纬度、纬度符号和高度确定地面终端在地心地固坐标系下的位置向量。图5是本申请实施例提供的确定终端的位置向量的流程图。如图5所示，该确定终端的位置向量的步骤具体包括S1301-S1302：

S1301、将经度确定为方位角，根据纬度和纬度符号确定仰角。

示例性的，图6是本申请实施例提供的球面坐标系的示意图。如图6所示，方位角等于地面终端的经度，仰角/>与纬度的关系为：当纬度符号为北时，仰角/>等于九十度角减去纬度值的差，当纬度符号为南时，仰角/>等于九十度角加上纬度值的和。

S1302、根据高度与地球半径的和值、方位角以及仰角，确定终端在地心地固坐标系下的位置向量。

示例性的，终端在地心地固坐标系下的位置向量的计算公式为：

其中，为终端在地心地固坐标系下的位置向量，/>为终端在地心地固坐标系下的X轴坐标，/>为终端在地心地固坐标系的Y轴坐标，/>为终端在地心地固坐标系下的Z轴坐标，/>为地球半径，/>为定位信息中的高度。将定位信息中的高度、地球半径、方位角以及仰角代入终端对应的位置向量的计算公式，即可求得终端在地心地固坐标系下的位置向量。

进一步的，地面终端的速度可分为地平面方向和垂直于地平面方向的两个分量，但终端以垂直于地平面的方向进行高速运动的情况比较罕见，因此在计算地面终端的速度时可忽略该方向的速度分量，以地平面方向的速度来确定终端在地心地固坐标系下的速度向量。而GNSS采集的定位信息中包括地平方位角和地平速度值，地平方位角为地平面正北方向顺时针旋转到终端的角度，地平速度值是终端在地平面方向的速度值。可通过定位信息中的地平方位角和地平速度值确定终端在地心地固坐标系下的速度向量。示例性的，图7是本申请实施例提供的确定终端的速度向量的流程图。如图7所示，该确定终端的速度向量的步骤具体包括S1303-S1306：

S1303、根据地平方位角确定终端在第一辅助坐标系下的单位速度向量，第一辅助坐标系为北东地坐标系。

示例性的，第一辅助坐标系是原点为终端，XY平面为地平面即过终端与球面相切的平面，X轴为正北方向，以X轴起始按照地平方位角的正向旋转90°为Y轴方向，根据右手原则，Z轴的正方向指向地心。即第一辅助坐标系为以终端为原点的北东地坐标。在第一辅助坐标系下，终端的单位速度向量为：

其中，为终端在第一辅助坐标系下的单位速度向量，/>为地平方位角。将地平方位角代入上述计算公式，得到终端在第一辅助坐标系下的单位速度向量。

S1304、根据方位角的相反数确定第一辅助坐标系与第二辅助坐标系的Z轴旋转矩阵，根据一百八十度角与仰角的差值确定第一辅助坐标系与第二辅助坐标系的Y轴旋转矩阵，第二辅助坐标系的原点为终端且XYZ轴与地心地固坐标系的XYZ轴平行。

示例性的，第二辅助坐标系可由第一辅助坐标系绕Y轴旋转和绕Z轴旋转后得到，因此，终端在第二辅助坐标系下的单位速度向量可通过终端在第一辅助坐标系下的单位速度向量左乘对应的Y轴旋转矩阵和Z轴旋转矩阵得到。终端在第二辅助坐标系下的单位速度向量的表达式如下所示：

其中，为终端在第二辅助坐标系下的单位速度向量，/>为Z轴旋转矩阵，为Y轴旋转矩阵。Z轴旋转矩阵和Y轴旋转矩阵的表达式如下所示：

由Z轴旋转矩阵和Y轴旋转矩阵的表达式可知，将一百八十度角与仰角的差值代入绕Y轴旋转的矩阵计算公式即可求得Y轴旋转矩阵，将方位角的相反数代入绕Z轴旋转的矩阵计算公式即可求得Z轴旋转矩阵。

S1305、根据终端在第一辅助坐标系下的单位速度向量、Y轴旋转矩阵以及Z轴旋转矩阵，确定终端在第二辅助坐标系下的单位速度向量。

示例性的，将终端在第一辅助坐标系下的单位速度向量、Y轴旋转矩阵以及Z轴旋转矩阵代入表达式/>，即可求得终端在第二辅助坐标系下的单位速度向量/>。

S1306、根据终端在第二辅助坐标系下的单位速度向量以及地平速度值，确定终端在地心地固坐标系下的速度向量。

示例性的，在求出终端在第二辅助坐标系下的单位速度向量后，将终端在第二辅助坐标系下的单位速度向量乘以终端的地平速度值即可得到终端在第二辅助坐标系下的速度向量。由于第二辅助坐标系与地心地固坐标系是原点不同但轴向一致的平移关系，因此终端在第二辅助坐标系下的速度向量和在地心地固坐标系下的速度向量是等价的，即可将终端在第二辅助坐标系下的速度向量确定为终端在地心地固坐标系下的速度向量。

需要说明的，基于和/>的表达式，可推得终端在地心地固坐标系下的速度向量的计算公式为：

其中，为终端在地心地固坐标系下的速度向量，/>为地平速度值。可将地平速度值/>、仰角/>、方位角/>和地平方位角/>代入终端在地心地固坐标系下的速度向量的计算公式，即可求得/>。

在本实施例中，星地链路的时偏可理解为通信信号在地面终端和低轨道卫星之间传输所需的时间，也即通信信号的传输时延。在确定出终端和卫星在地心地固坐标系下的位置向量后，可通过两个位置向量确定终端和卫星之间的距离，根据该距离和信号传播速度确定星地链路的时偏。示例性的，图8是本申请实施例提供的确定星地链路的时偏的流程图。如图8所示，该确定星地链路的时偏的步骤具体包括S1307-S1308：

S1307、将卫星的位置向量减去终端的位置向量，得到星地链路的位置向量。

示例性的，星地链路的位置向量为：

其中，为星地链路的位置向量，/>、/>和/>是终端在地心地固坐标系下的X轴、Y轴和Z轴的位置坐标。

S1308、将星地链路的位置向量的模长与光速的比值，确定为星地链路的时偏。

示例性的，星地链路的位置向量的模长即为终端和卫星之间的距离，光速为信号传播的速度，将星地链路的位置向量的模长除以光速即可得到星地链路的时偏。其中，星地链路的位置向量的模长为：

星地链路的时偏为：

其中，为光速。

在本实施例中，星地链路的频偏可理解为终端和卫星之间的相对移动造成的多普勒频偏。在确定出终端和卫星在地心地固坐标系下的速度向量后，可基于速度向量确定出终端和卫星之间的相对速度，以根据相对速度、通信信号的载波频率和传播速度确定星地链路。示例性的，图9是本申请实施例提供的确定星地链路的频偏的流程图。如图9所示，该确定星地链路的频偏的步骤具体包括S1309-S1311：

S1309、将卫星的速度向量减去终端的速度向量，得到星地链路的速度向量。

示例性的，星地链路的速度向量为：

其中，为星地链路的速度向量，/>、/>和/>分别为卫星在地心地固坐标系下的速度向量在X轴、Y轴和Z轴上的速度分量，/>、/>和/>分别为终端在地心地固坐标系下的速度向量在X轴、Y轴和Z轴上的速度分量。

S1310、确定星地链路的速度向量和位置向量之间的向量夹角的余弦值，将向量夹角的余弦值与星地链路的速度向量的模长的乘积确定为卫星与终端之间的相对速度。

示例性的，卫星和终端之间的相对速度是卫星的速度向量在信号传播路径上的速度分量与终端的速度向量在信号传播路径上的速度分量的差值，因此在计算卫星与终端之间的相对速度前，可先确定星地链路的速度向量与位置向量之间的向量夹角的余弦值，该向量夹角的余弦值可表征速度向量在信号传播路径上的投影关系。将星地链路的速度向量的模长乘以向量夹角的余弦值，即可得到卫星与终端之间的相对速度。相对速度的表达式为：

其中，为星地链路的速度向量的模长，/>为向量夹角的余弦值，向量夹角的余弦值的表达式为：

由相对速度的表达式和向量夹角的余弦值的表达式可知，相对速度的表达式可简化为：

将星地链路的速度向量和位置向量代入上述计算公式，即可算得相对速度。

S1311、将相对速度与光速的比值乘以载波频率，得到星地链路的频偏。

示例性的，星地链路的频偏为：

其中，为通信信号的载波频率。将通信信号的载波频率、光速和相对速度代入上述计算公式，即可求得星地链路的频偏。

S140、根据星地链路的时偏和频偏，对通信信号的传输参数进行补偿，基于补偿后的传输参数传输通信信号。

示例性的，根据星地链路的时偏对通信信号的传输时刻进行调整，以使得地面终端发送的通信信号可以准时到达低轨道卫星搭载的卫星基站，提高信号传输效率，消除时偏对卫星基站与终端之间的通信链路的影响。根据星地链路的频偏对通信信号的传输频率进行调整，以避免信号失真和误码等问题的出现，消除频偏对卫星基站与终端之间的通信链路的影响，提高了卫星基站与终端之间通信的稳定性和可靠性。

综上，本申请实施例提供的星地链路通信方法，通过获取参考时刻的卫星轨道参数，根据参考时刻的卫星轨道参数确定传输时刻的卫星轨道参数；根据传输时刻确定赤经角度，根据赤经角度和传输时刻的卫星轨道参数，确定卫星的速度向量和位置向量；根据终端的定位信息确定终端的速度向量和位置向量，根据终端和卫星的速度向量和位置向量，确定星地链路的时偏和频偏；根据星地链路的时偏和频偏，对通信信号的传输参数进行补偿，基于补偿后的传输参数传输通信信号。通过上述技术手段，可基于参考时刻的卫星轨道参数推算出通信信号的传输时刻的卫星轨道参数，根据传输时刻的卫星轨道参数确定在传输时刻的位置和速度，根据终端的定位信息推算出终端在传输时刻的位置和速度，根据卫星和终端的位置距离精准估计出通信信号的传输时延也即星地链路的时偏，根据卫星的终端的速度偏差精准估计出星地链路的频偏，根据时偏和频偏对通信信号的传输时刻和传输频率进行补偿处理，以降低时偏和频偏对通信信号的影响，解决了现有技术中星地链路的时偏和频偏影响通信质量的问题，提高了卫星基站与终端之间的通信质量。

在上述实施例的基础上，图10为本申请实施例提供的一种星地链路通信装置的结构示意图。参考图10，本实施例提供的星地链路通信装置具体包括：轨道参数确定模块21、卫星向量确定模块22、时频偏确定模块23和传输参数补偿模块24。

其中，轨道参数确定模块21，被配置为获取参考时刻的卫星轨道参数，根据参考时刻的卫星轨道参数确定传输时刻的卫星轨道参数；

卫星向量确定模块22，被配置为根据传输时刻确定赤经角度，根据赤经角度和传输时刻的卫星轨道参数，确定卫星的速度向量和位置向量；

时频偏确定模块23，被配置为根据终端的定位信息确定终端的速度向量和位置向量，根据终端和卫星的速度向量和位置向量，确定星地链路的时偏和频偏；

传输参数补偿模块24，被配置为根据星地链路的时偏和频偏对通信信号的传输参数进行补偿，基于补偿后的传输参数传输通信信号。

在上述实施例的基础上，卫星轨道参数包括半长轴、离心率、轨道倾角、近心点幅角、升交点经度和近点角，近点角包括偏近点角和平近点角；相应的，轨道参数确定模块21包括：第一轨道参数确定单元，被配置为将参考时刻的半长轴、离心率、轨道倾角、近心点幅角和升交点经度，确定为传输时刻的半长轴、离心率、轨道倾角、近心点幅角和升交点经度；第二轨道参数确定单元，被配置为根据半长轴和地心引力常数确定平运动角速度，根据平运动角速度、参考时刻与传输时刻的差值以及参考时刻的平近点角，确定传输时刻的平近点角；第三轨道参数确定单元，被配置为根据传输时刻的平近点角和离心率，确定传输时刻的偏近点角。

在上述实施例的基础上，卫星向量确定模块22包括：时间间隔确定单元，被配置为确定传输时刻对应年份的春分日正午与传输时刻的时间间隔；赤经角度确定单元，被配置为确定时间间隔与地球自转周期的时间比值，将时间比值的小数部分与圆周弧度的比值确定为赤经角度。

在上述实施例的基础上，卫星向量确定模块22包括：单位向量确定单元，被配置为根据传输时刻的近心点幅角、升交点经度、轨道倾角和赤经角度，确定近心点和半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量；卫星向量确定单元，被配置为根据近心点和半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量以及传输时刻的半长轴、离心率和偏近点角，确定卫星在地心地固坐标系下的速度向量和位置向量。

在上述实施例的基础上，单位向量确定单元包括：第一矩阵确定子单元，被配置为根据近心点幅角的相反数确定第一旋转矩阵，根据轨道倾角的相反数确定第二旋转矩阵，根据升交点经度和赤经角度的差值的相反数确定第三旋转矩阵，根据近心点幅角的相反数与九十度角的差值确定第四旋转矩阵；第一单位向量确定子单元，被配置为根据第一旋转矩阵、第二旋转矩阵和第三旋转矩阵对近心点的初始单位向量进行旋转变换，得到近心点在地心地固坐标系下的单位向量；第二单位向量确定子单元，被配置为根据第四旋转矩阵、第二旋转矩阵和第三旋转矩阵对半通径方向的初始单位向量进行旋转变换，得到半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量。

在上述实施例的基础上，卫星向量确定单元包括：卫星位置向量确定子单元，被配置为基于预设的卫星位置计算公式，通过近心点和半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量以及传输时刻的半长轴、离心率和偏近点角，确定卫星在地心地固坐标系下的位置向量；卫星速度向量确定子单元，被配置为基于预设的卫星速度计算公式，通过近心点和半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量，传输时刻的半长轴、离心率和偏近点角以及卫星的位置向量，确定卫星在地心地固坐标系下的速度向量；

卫星位置计算公式为：

卫星速度计算公式为：

其中，为卫星在地心地固坐标系下的位置向量，/>为卫星在地心地固坐标系下的速度向量，/>为传输时刻的半长轴，/>为传输时刻的偏近点角，/>为传输时刻的离心率，/>为近心点在地心地固坐标系下的单位向量，/>为半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量，/>为地心引力常数，/>为卫星的位置向量的模长。

在上述实施例的基础上，定位信息包括经度、纬度、纬度符号和高度；相应的，时频偏确定模块23包括：角度确定单元，被配置为将经度确定为方位角，根据纬度和纬度符号确定仰角；终端位置向量确定单元，被配置为根据高度与地球半径的和值、方位角以及仰角，确定终端在地心地固坐标系下的位置向量。

在上述实施例的基础上，定位信息还包括地平方位角和地平速度值；相应的，时频偏确定模块23包括：第三单位向量确定单元，被配置为根据地平方位角确定终端在第一辅助坐标系下的单位速度向量，第一辅助坐标系为北东地坐标系；第二矩阵确定单元，被配置为根据方位角的相反数确定第一辅助坐标系与第二辅助坐标系的Z轴旋转矩阵，根据一百八十度角与仰角的差值确定第一辅助坐标系与第二辅助坐标系的Y轴旋转矩阵，第二辅助坐标系的原点为终端且XYZ轴与地心地固坐标系的XYZ轴平行；第四单位向量确定单元，被配置为根据终端在第一辅助坐标系下的单位速度向量、Y轴旋转矩阵以及Z轴旋转矩阵，确定终端在第二辅助坐标系下的单位速度向量；终端速度向量确定单元，被配置为根据终端在第二辅助坐标系下的单位速度向量以及地平速度值，确定终端在地心地固坐标系下的速度向量。

在上述实施例的基础上，时频偏确定模块23包括：链路位置向量确定单元，被配置为将卫星的位置向量减去终端的位置向量，得到星地链路的位置向量；时偏确定单元，被配置为将星地链路的位置向量的模长与光速的比值，确定为星地链路的时偏。

在上述实施例的基础上，时频偏确定模块23包括：链路速度向量确定单元，被配置为将卫星的速度向量减去终端的速度向量，得到星地链路的速度向量；相对速度确定单元，被配置为确定星地链路的速度向量和位置向量之间的向量夹角的余弦值，将向量夹角的余弦值与星地链路的速度向量的模长的乘积确定为卫星与终端之间的相对速度；频偏确定单元，被配置为将相对速度与光速的比值乘以载波频率，得到星地链路的频偏。

上述，本申请实施例提供的星地链路通信装置，通过获取参考时刻的卫星轨道参数，根据参考时刻的卫星轨道参数确定传输时刻的卫星轨道参数；根据传输时刻确定赤经角度，根据赤经角度和传输时刻的卫星轨道参数，确定卫星的速度向量和位置向量；根据终端的定位信息确定终端的速度向量和位置向量，根据终端和卫星的速度向量和位置向量，确定星地链路的时偏和频偏；根据星地链路的时偏和频偏，对通信信号的传输参数进行补偿，基于补偿后的传输参数传输通信信号。通过上述技术手段，可基于参考时刻的卫星轨道参数推算出通信信号的传输时刻的卫星轨道参数，根据传输时刻的卫星轨道参数确定在传输时刻的位置和速度，根据终端的定位信息推算出终端在传输时刻的位置和速度，根据卫星和终端的位置距离精准估计出通信信号的传输时延也即星地链路的时偏，根据卫星的终端的速度偏差精准估计出星地链路的频偏，根据时偏和频偏对通信信号的传输时刻和传输频率进行补偿处理，以降低时偏和频偏对通信信号的影响，解决了现有技术中星地链路的时偏和频偏影响通信质量的问题，提高了卫星基站与终端之间的通信质量。

本申请实施例提供的星地链路通信装置可以用于执行上述实施例提供的星地链路通信方法，具备相应的功能和有益效果。

图11是本申请实施例提供的一种星地链路通信设备的结构示意图，参考图11，该星地链路通信设备包括：处理器31、存储器32、通信装置33、输入装置34及输出装置35。该星地链路通信设备中处理器31的数量可以是一个或者多个，该星地链路通信设备中的存储器32的数量可以是一个或者多个。该星地链路通信设备的处理器31、存储器32、通信装置33、输入装置34及输出装置35可以通过总线或者其他方式连接。

存储器32作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本申请任意实施例的星地链路通信方法对应的程序指令/模块（例如，星地链路通信装置中的轨道参数确定模块21、卫星向量确定模块22、时频偏确定模块23和传输参数补偿模块24）。存储器32可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据设备的使用所创建的数据等。此外，存储器32可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

通信装置33用于进行数据传输。

处理器31通过运行存储在存储器32中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的星地链路通信方法。

输入装置34可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置35可包括显示屏等显示设备。

上述提供的星地链路通信设备可用于执行上述实施例提供的星地链路通信方法，具备相应的功能和有益效果。

本申请实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种星地链路通信方法，该星地链路通信方法包括：获取参考时刻的卫星轨道参数，根据参考时刻的卫星轨道参数确定传输时刻的卫星轨道参数；根据传输时刻确定赤经角度，根据赤经角度和传输时刻的卫星轨道参数，确定卫星的速度向量和位置向量；根据终端的定位信息确定终端的速度向量和位置向量，根据终端和卫星的速度向量和位置向量，确定星地链路的时偏和频偏；根据星地链路的时偏和频偏，对通信信号的传输参数进行补偿，基于补偿后的传输参数传输通信信号。

存储介质——任何的各种类型的存储器设备或存储设备。术语“存储介质”旨在包括：安装介质，例如CD-ROM、软盘或磁带装置；计算机系统存储器或随机存取存储器，诸如DRAM、DDR RAM、SRAM、EDO RAM，兰巴斯(Rambus)RAM等；非易失性存储器，诸如闪存、磁介质(例如硬盘或光存储)；寄存器或其它相似类型的存储器元件等。存储介质可以还包括其它类型的存储器或其组合。另外，存储介质可以位于程序在其中被执行的第一计算机系统中，或者可以位于不同的第二计算机系统中，第二计算机系统通过网络(诸如因特网)连接到第一计算机系统。第二计算机系统可以提供程序指令给第一计算机用于执行。术语“存储介质”可以包括驻留在不同位置中(例如在通过网络连接的不同计算机系统中)的两个或更多存储介质。存储介质可以存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如具体实现为计算机程序)。

当然，本申请实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上的星地链路通信方法，还可以执行本申请任意实施例所提供的星地链路通信方法中的相关操作。

上述实施例中提供的星地链路通信装置、存储介质及星地链路通信设备可执行本申请任意实施例所提供的星地链路通信方法，未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请任意实施例所提供的星地链路通信方法。

上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本申请不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由权利要求的范围决定。

Claims (11)

1.一种星地链路通信方法，其特征在于，应用于终端，该方法包括：

获取参考时刻的卫星轨道参数，根据所述参考时刻的卫星轨道参数确定传输时刻的卫星轨道参数；

根据所述传输时刻确定赤经角度，根据所述赤经角度和所述传输时刻的卫星轨道参数，确定卫星在地心地固坐标系下的速度向量和位置向量，其中包括：确定所述传输时刻对应年份的春分日正午与所述传输时刻的时间间隔；确定所述时间间隔与地球自转周期的时间比值，将所述时间比值的小数部分与圆周弧度的比值确定为赤经角度；根据所述传输时刻的近心点幅角、升交点经度、轨道倾角和赤经角度，确定近心点和半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量；根据所述近心点和半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量以及所述传输时刻的半长轴、离心率和偏近点角，确定卫星在地心地固坐标系下的速度向量和位置向量；

根据终端的定位信息确定终端在地心地固坐标系下的速度向量和位置向量，根据所述终端和所述卫星的速度向量和位置向量，确定星地链路的时偏和频偏；其中包括，根据所述终端和所述卫星的位置向量确定所述终端和所述卫星之间的距离，根据所述距离和信号传播速度确定所述星地链路的时偏；

根据所述星地链路的时偏和频偏，对通信信号的传输参数进行补偿，基于补偿后的传输参数向所述卫星传输所述通信信号。

2.根据权利要求1所述的星地链路通信方法，其特征在于，所述卫星轨道参数包括半长轴、离心率、轨道倾角、近心点幅角、升交点经度和近点角，近点角包括偏近点角和平近点角；

相应的，所述根据所述参考时刻的卫星轨道参数确定传输时刻的卫星轨道参数，包括：

将所述参考时刻的半长轴、离心率、轨道倾角、近心点幅角和升交点经度，确定为所述传输时刻的半长轴、离心率、轨道倾角、近心点幅角和升交点经度；

根据半长轴和地心引力常数确定平运动角速度，根据所述平运动角速度、所述参考时刻与所述传输时刻的差值以及所述参考时刻的平近点角，确定所述传输时刻的平近点角；

根据所述传输时刻的平近点角和离心率，确定所述传输时刻的偏近点角。

3.根据权利要求1所述的星地链路通信方法，其特征在于，所述根据所述传输时刻的近心点幅角、升交点经度、轨道倾角和赤经角度，确定近心点和半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量，包括：

根据所述近心点幅角的相反数确定第一旋转矩阵，根据所述轨道倾角的相反数确定第二旋转矩阵，根据所述升交点经度和所述赤经角度的差值的相反数确定第三旋转矩阵，根据所述近心点幅角的相反数与九十度角的差值确定第四旋转矩阵；

根据所述第一旋转矩阵、所述第二旋转矩阵和所述第三旋转矩阵对近心点的初始单位向量进行旋转变换，得到所述近心点在地心地固坐标系下的单位向量；

根据所述第四旋转矩阵、所述第二旋转矩阵和所述第三旋转矩阵对半通径方向的初始单位向量进行旋转变换，得到所述半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量。

4.根据权利要求1所述的星地链路通信方法，其特征在于，所述根据所述近心点和半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量以及所述传输时刻的半长轴、离心率和偏近点角，确定卫星在地心地固坐标系下的速度向量和位置向量，包括：

基于预设的卫星位置计算公式，通过所述近心点和半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量以及所述传输时刻的半长轴、离心率和偏近点角，确定所述卫星在地心地固坐标系下的位置向量；

基于预设的卫星速度计算公式，通过所述近心点和所述半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量，所述传输时刻的半长轴、离心率和偏近点角以及所述卫星的位置向量，确定所述卫星在地心地固坐标系下的速度向量；

所述卫星位置计算公式为：

所述卫星速度计算公式为：

其中，为所述卫星在地心地固坐标系下的位置向量，/>为所述卫星在地心地固坐标系下的速度向量，/>为所述传输时刻的半长轴，/>为所述传输时刻的偏近点角，/>为所述传输时刻的离心率，/>为所述近心点在地心地固坐标系下的单位向量，/>为所述半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量，/>为地心引力常数，/>为所述卫星的位置向量的模长。

5.根据权利要求1所述的星地链路通信方法，其特征在于，所述定位信息包括经度、纬度、纬度符号和高度；

相应的，所述根据终端的定位信息确定终端在地心地固坐标系下的速度向量和位置向量，包括：

将所述经度确定为方位角，根据所述纬度和所述纬度符号确定仰角；

根据所述高度与地球半径的和值、所述方位角以及所述仰角，确定所述终端在地心地固坐标系下的位置向量。

6.根据权利要求5所述的星地链路通信方法，其特征在于，所述定位信息还包括地平方位角和地平速度值；

相应的，所述根据终端的定位信息确定终端的速度向量和位置向量，包括：

根据所述地平方位角确定所述终端在第一辅助坐标系下的单位速度向量，所述第一辅助坐标系为北东地坐标系；

根据所述方位角的相反数确定所述第一辅助坐标系与第二辅助坐标系的Z轴旋转矩阵，根据一百八十度角与所述仰角的差值确定所述第一辅助坐标系与所述第二辅助坐标系的Y轴旋转矩阵，所述第二辅助坐标系的原点为终端且XYZ轴与地心地固坐标系的XYZ轴平行；

根据所述终端在第一辅助坐标系下的单位速度向量、所述Y轴旋转矩阵以及所述Z轴旋转矩阵，确定所述终端在所述第二辅助坐标系下的单位速度向量；

根据所述终端在所述第二辅助坐标系下的单位速度向量以及所述地平速度值，确定所述终端在地心地固坐标系下的速度向量。

7.根据权利要求1所述的星地链路通信方法，其特征在于，所述根据所述终端和所述卫星的速度向量和位置向量，确定星地链路的时偏和频偏，包括：

将所述卫星的位置向量减去所述终端的位置向量，得到所述星地链路的位置向量；

将所述星地链路的位置向量的模长与光速的比值，确定为所述星地链路的时偏。

8.根据权利要求7所述的星地链路通信方法，其特征在于，所述根据所述终端和所述卫星的速度向量和位置向量，确定星地链路的时偏和频偏，包括：

将所述卫星的速度向量减去所述终端的速度向量，得到所述星地链路的速度向量；

确定所述星地链路的速度向量和位置向量之间的向量夹角的余弦值，将所述向量夹角的余弦值与所述星地链路的速度向量的模长的乘积确定为所述卫星与所述终端之间的相对速度；

将所述相对速度与光速的比值乘以载波频率，得到所述星地链路的频偏。

9.一种星地链路通信装置，其特征在于，应用于终端，该装置包括：

轨道参数确定模块，被配置为获取参考时刻的卫星轨道参数，根据所述参考时刻的卫星轨道参数确定传输时刻的卫星轨道参数；

卫星向量确定模块，被配置为根据所述传输时刻确定赤经角度，根据所述赤经角度和所述传输时刻的卫星轨道参数，确定卫星在地心地固坐标系下的速度向量和位置向量；其中，所述卫星向量确定模块包括：时间间隔确定单元，被配置为确定所述传输时刻对应年份的春分日正午与所述传输时刻的时间间隔；赤经角度确定单元，被配置为确定所述时间间隔与地球自转周期的时间比值，将所述时间比值的小数部分与圆周弧度的比值确定为赤经角度；单位向量确定单元，被配置为根据所述传输时刻的近心点幅角、升交点经度、轨道倾角和赤经角度，确定近心点和半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量；卫星向量确定单元，被配置为根据所述近心点和半通径方向在地心地固坐标系下的单位向量以及所述传输时刻的半长轴、离心率和偏近点角，确定卫星在地心地固坐标系下的速度向量和位置向量；

时频偏确定模块，被配置为根据终端的定位信息确定终端在地心地固坐标系下的速度向量和位置向量，根据所述终端和所述卫星的速度向量和位置向量，确定星地链路的时偏和频偏；其中，所述时频偏确定模块包括：根据所述终端和所述卫星的位置向量确定所述终端和所述卫星之间的距离，根据所述距离和信号传播速度确定所述星地链路的时偏；

传输参数补偿模块，被配置为根据所述星地链路的时偏和频偏对通信信号的传输参数进行补偿，基于补偿后的传输参数向所述卫星传输所述通信信号。

10.一种星地链路通信设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储器，存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-8任一所述的星地链路通信方法。

11.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-8任一所述的星地链路通信方法。