CN105871495B - 一种时间同步方法、通信地面站和用户终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于小倾角同步轨道卫星通信系统的时间同步方法及装置。本方案所述时间同步装置包括通信地面站和用户终端，通过对收发信号进行多普勒频率补偿、全网的时间同步和发射信号的频率预偏。本方案基于终端补偿自己与SIGSO卫星之间的路径变化和信号多普勒频偏；通信地面站测量并补偿通信地面站与卫星之间的路径时延、多普勒频偏以及卫星转发器时钟漂移；通信地面站和用户终端的发射机通过时间同步和发射频率预偏保证信号到达通信地面站或终端时间正好是系统分配通信时隙的开始，可以大大提高通信信号的捕获速度，进而提高通信系统的系统容量，降低单位通信成本。

Description

一种时间同步方法、通信地面站和用户终端

技术领域

本发明涉及卫星通讯技术，特别是涉及一种基于小倾角同步轨道卫星通信系统的时间同步方法、通信地面站和用户终端。

背景技术

随着卫星通信技术的发展，同步轨道卫星资源和轨道资源都越来越紧缺，同时，发射一颗同步轨道卫星的成本非常高，因此最大限度地提高空间卫星的利用率，延长卫星的在轨寿命成为卫星通信应用的研究热点。

2002年，中国科学院艾国祥院士领衔发明了基于通信卫星的导航系统(专利申请号：CN200410046064.1，发明名称：转发器卫星通信导航定位系统，发明人：艾国祥等，2009年7月29日获得授权)。该项发明采用通信卫星转发导航信号，开创了全频导航通信的一个新开端。转发器卫星通信导航定位系统对寿命末期的GEO通信卫星采用倾轨操作，即只保持卫星的经度方向轨道位置，纬度方向任其漂移，在日月地球引力的摄动作用下，GEO通信卫星漂移成为小倾角的倾斜地球同步轨道(Slightly Inclined GeoSynchronous Orbit，缩写为SIGSO)通信卫星，(专利号：CN200610055909.2，发明名称：用退役卫星改作小倾角同步导航卫星的方法，发明人：施浒立等，2009年6月3日获得授权)。

转发式卫星导航系统使用的同步通信卫星包括租用的在轨运行的GEO通信卫星和整星购买SIGSO通信卫星。SIGSO卫星一般不再适用于传统的卫星通信，通常为整星购买，SIGSO卫星上的转发器除数个用作卫星导航信号转发和测定轨外，上面富余的卫星转发器，还可以实现卫星通信应用。

由于SIGSO卫星经度方向的位置保持与调整耗费的燃料远远小于纬度方向位置的保持与调整，纬度方向不做位置调整后，可以大大降低卫星燃料消耗，一般作为GEO卫星正常使用半年耗费的燃料可供SIGSO卫星工作5年以上，这样就大大降低转发式卫星定位系统的卫星使用费用。

从定位导航的角度看，利用GEO卫星漂移为小倾角的倾斜同步轨道卫星可以改善导航定位的几何精度因子(GDOP)，从而可以提高系统的导航定位精度。但小倾角的同步轨道卫星在进行卫星通信应用服务时必须考虑卫星运动对信号造成的影响，首先，卫星的运动会在通信信号中引入多普勒频移，使捕获时间加长；其次，卫星的运动使卫星与用户之间的距离发生周期变化，影响TDMA时隙的精度，对于大量用户通信时，容易发生通信数据的碰撞，降低通信的效率。鉴于此，目前还没有小倾角的同步轨道卫星通信系统的规模应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于小倾角同步轨道卫星通信系统的时间同步方法、通信地面站和用户终端，以解决小倾角同步轨道卫星南北运动漂移对信号的影响，基于转发式卫星导航通信系统的小倾角同步轨道卫星，实现高精度的系统时间同步。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：一种时间同步方法，该方法的步骤包括

S1、实时测量并存储通信地面站与小倾角同步轨道卫星之间的通信信号的多普勒频移和信号时延；

S2、基于所述通信信号的多普勒频移和信号时延，计算频率控制字，并对通信地面站发射信号的频率偏值进行修正；

S3、用户终端根据实时接收到的小倾角同步轨道卫星广播的卫星星历和信号多普勒频移，实时计算用户、卫星和通信地面站中间的距离；

S4、基于实时计算用户、卫星和通信地面站中间的距离，对用户终端的信号发射频率和发射时间进行修正和控制，并将自身的位置坐标发送至通信地面站；

S5、通信地面站存储网内每个用户终端的位置坐标，并根据每个用户终端的通信请求，为其分配通信时隙，并控制出局信号发射时间。

优选地，所述通信地面站与卫星之间时延的计算步骤包括

根据在地心地固坐标系下，通信地面站的三维坐标(x_c,y_c,z_c)和小倾角同步轨道卫星的三维坐标(x_s,y_s,z_s)，求得通信地面站与小倾角同步轨道卫星的距离L_s：

根据通信地面站与小倾角同步轨道卫星的距离L_s，计算通信地面站与小倾角同步轨道卫星的时延：其中，c为光速，τ_s为卫星的转发器时延，τ_sys为通信地面站收发系统时延。

优选地，所述通信地面站通信信号的多普勒频移求解与补偿的步骤包括：

利用北斗导航系统和转发式卫星导航系统接收机进行自定位；

根据卫星星历计算出通信地面站和卫星之间的距离，捕获跟踪该卫星，并获取卫星的伪距和伪距变化率，以及地面站和卫星之间距离的变化率；

利用卫星的位置、速度和时间信息计算载波频偏和星钟偏差，计算频率控制字：用来修正地面站通信信号的多普勒频移,其中，f_sys为系统时钟，N为寄存器长度，Δf为频偏值。

优选地，所述步骤S2中保证到达接收点的通信地面站下行信号多普勒频移接近于0。

优选地，所述用户终端与卫星之间距离的计算步骤包括

根据用户终端的三维坐标(x_u,y_u,z_u)，求得用户终端与小倾角同步轨道卫星的距离L_us：

基于用户终端与小倾角同步轨道卫星的距离L_us和通信地面站与小倾角同步轨道卫星的距离L_s，计算用户站发射信号经卫星转发到达通信地面站的时延：其中，c为光速。

优选地，所述用户终端信号发射频率修正的步骤包括

基于用户当前的位置、速度和时间信息，计算器多普勒频偏f_du；

计算用户终端的频率控制字的修正值：其中，f_sys为系统时钟，N为寄存器长度，并将其发送至基带做频率预偏。

一种用于时间同步的通信地面站，该通信地面站包括：

铷原子钟，用于为通信地面站提供时间基准；

第一信号接收单元，实时接收与小倾角同步轨道卫星的通信信号；

修正模块，基于通信地面站与卫星的通信信号的多普勒频移和信号时延，计算频率控制字，并对通信地面站发射信号的频率偏值进行修正；

第一信号发射单元，以铷原子钟的基准时间作为基准，基于第一修正模块提供的频率频偏值，向通信卫星发射通信信号；

第一同步模块，根据每个用户终端的通信请求，为其分配通信时隙，并控制出局信号发射时间。

优选地，其特征在于，

所述第一信号发射单元包括：

参数发射基带，用于向用户终端广播发射时间同步和频率修正的参数；

业务发射基带，用于接收修正模块发出的修正频率字，对通信发射信号进行频率预偏，同时向卫星通信系统发射通信业务信号；

合路器，将参数发射基带和业务发射基带发出的不同频率基带信号合路成一路综合通信信号；

第一上变频器，用于对发送至卫星的综合通信信号进行上变频处理；

所述第一信号接收单元包括：

第一下边频器，用于对卫星反馈回的通信信号进行下变频处理；

低噪声放大器，用于对反馈回的通信信号进行低噪声的放大滤波处理；分路器，将反馈的通信信号中的通信业务信号和时间同步及频率修正信号分路；

参数接收基带，用于接收反馈给通信地面站的时间同步与频率修正信号，并将该信号中的信号频偏发送至修正模块，产生新的频率控制字；

业务接收基带；用于接收经频率修正的通信业务信号，完成系统信号通信；

转发式卫星导航系统接收机，用于通过转发式卫星导航系统导航信号，对小倾角同步轨道卫星通信信号进行时间同步和频偏修正。

一种用于时间同步的用户终端，该用户终端包括：

第二信号接收单元，实时接收与小倾角同步轨道卫星的通信信号；

第二同步模块，基于小倾角同步轨道卫星，对用户终端的位置进行实时定位；

数据处理单元，根据实时接收到的小倾角同步轨道卫星广播的卫星星历和信号多普勒频移，计算用户、卫星和通信地面站中间的距离，并对用户终端的信号发射频率和发射时间进行修正和控制；

第二信号发射单元，基于修正后的发射信号和发射时间，将自身的位置坐标发送至通信地面站。

优选地，

所述第二信号接收单元包括：

通信接收天线；

第二下变频器，对与小倾角同步轨道卫星的通信信号进行下变频处理；

通信接收基带，将下变频后的通信信号转换为基带信号；

所述第二信号发射单元包括：

通信发射基带，将数据处理单元计算出的移动终端位置坐标及数据信息转换为发射信号；

第二上变频器，对发射信号进行上变频处理；

通信发射天线。

本发明的有益效果如下：

本发明所述技术方案在转发式卫星导航系统的基础上实现了小倾角同步轨道卫星通信系统的时间同步方法，给出了通信地面站和用户终端实现本方法进行的改造措施，所用的小倾角同步轨道卫星由转发式卫星导航系统进行实时的测定轨，并利用卫星上的一个转发器广播卫星星历和导航测距码，可以用一个转发式导航定位接收机低成本地实现时间同步和信号多普勒测量。利用本技术方案可以低成本地实现所述小倾角同步轨道卫星通信系统的全网时间同步，大大提高整个通信系统的捕获速度和通信效率。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1示出本发明所述时间同步方法的示意图；

图2示出本发明所述用户终端时间频率修正的示意图；

图3示出本发明所述通信地面站时间频率修正的示意图；

图4示出本发明所述用户终端的时频分配示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

所述的系统时间同步方法的基本原理是用户终端自行计算并修正用户接收机与卫星之间的路径时延和多普勒频偏；通信地面站的时间同步设备测量并修正通信地面站与卫星之间的路径时延、多普勒频偏和卫星转发器钟漂，保证信号到达通信地面站或用户终端的时间正好是整个通信系统所分配时隙的起点。

如图1所示，本发明公开了一种基于小倾角同步轨道卫星通信系统的时间同步方法，该方法的步骤包括

步骤S1、实时测量并存储通信地面站与小倾角同步轨道卫星之间的通信信号的多普勒频移和信号时延；

步骤S2、基于所述通信信号的多普勒频移和信号时延，计算频率控制字，并对通信地面站发射信号的频率偏值进行修正；

步骤S3、用户终端根据实时接收到的小倾角同步轨道卫星广播的卫星星历和信号多普勒频移，实时计算用户、卫星和通信地面站中间的距离；

步骤S4、基于实时计算用户、卫星和通信地面站中间的距离，对用户终端的信号发射频率和发射时间进行修正和控制，并将自身的位置坐标发送至通信地面站；如图2所示，

步骤S5、通信地面站存储网内每个用户终端的位置坐标，并根据每个用户终端的通信请求，为其分配通信时隙，并控制出局信号发射时间。

如图3所示，本发明进一步公开了一种用于时间同步的通信地面站，该通信地面站包括：用于为通信地面站提供时间基准的铷原子钟、实时接收与小倾角同步轨道卫星的通信信号的第一信号接收单元、基于通信地面站与卫星的通信信号的多普勒频移和信号时延，计算频率控制字，并对通信地面站发射信号的频率偏值进行修正的第一修正模块、以铷原子钟的基准时间作为基准，基于第一修正模块提供的频率频偏值，向通信卫星发射通信信号的第一信号发射单元和根据每个用户终端的通信请求，为其分配通信时隙，并控制出局信号发射时间的第一同步模块。其中，所述第一信号发射单元包括：用于向用户终端广播发射时间同步和频率修正参数的参数发射基带、用于接收修正模块发出的修正频率字，对通信发射信号进行频率预偏，同时向卫星通信系统发射通信业务信号的业务发射基带、将参数发射基带和业务发射基带发出的不同频率基带信号合路成一路综合通信信号的合路器，以及用于对发送至卫星的综合通信信号进行上变频处理的第一上变频器。本方案中，在第一信号发射单元中设置合路器可以节省一套上变频、发射机和天线组成的发射设备，降低系统的复杂程度，这样通信地面站就可以将综合通信信号仅通过上变频、发射机通过一面天线上行到卫星上。所述第一信号接收单元包括：用于对卫星反馈回的通信信号进行下变频处理的第一下边频器、用于对反馈回的通信信号进行低噪声的放大滤波处理的低噪声放大器、将反馈的通信信号中的通信业务信号和时间同步及频率修正信号分路的分路器、用于接收反馈给通信地面站的时间同步与频率修正信号，并将该信号中的信号频偏发送至修正模块，产生新的频率控制字的参数接收基带、用于在全网时间同步条件下接收经频率修正的通信业务信号，完成系统信号通信的业务接收基带，以及用于通过转发式卫星导航系统导航信号，对小倾角同步轨道卫星通信信号进行时间同步和频偏修正的转发式卫星导航系统接收机。本方案中，转发式卫星导航系统接收机只需要接收信号，因为转发式卫星导航系统会对所述的小倾角同步轨道卫星进行测定轨，并通过该卫星的一个转发器广播卫星星历和导航测距码信号，采用该接收机可以实现定位、时间同步和频偏测量，而通信信号在同一颗卫星上转发，只是频率不同，频偏可以换算，因此可以实现系统的全网时间同步和频偏修正。本方案中，通信地面站还包括GNSS设备，该设备主要用于接收小倾角通信卫星上用于导航定位的转发器发送的卫星星历和导航测距码，实现全网时间同步和多普勒修正，而通信收发基带则把GNSS设备测量得到的时间参数和信号频偏用于收发信号的校正，确切地说在接收端按照分配的时隙捕获接收信号、在发送端则根据测量的多普勒频偏对发射信号进行频率预偏，使信号到达接收端的信号频偏为0。

如图4所示，本发明进一步公开了一种用于时间同步的用户终端，该用户终端包括实时接收与小倾角同步轨道卫星的通信信号的第二信号接收单元、基于小倾角同步轨道卫星，对用户终端的位置进行实时定位的第二时间同步模块、根据实时接收到的小倾角同步轨道卫星广播的卫星星历和信号多普勒频移，计算用户、卫星和通信地面站中间的距离，并对用户终端的信号发射频率和发射时间进行修正和控制的数据处理单元和基于修正后的发射信号和发射时间，将自身的位置坐标发送至通信地面站的第二信号发射单元。其中，所述第二信号接收单元包括：通信接收天线；第二下变频器，对与小倾角同步轨道卫星的通信信号进行下变频处理；以及，通信接收基带，将下变频后的通信信号转换为基带信号。所述第二信号发射单元包括：通信发射基带，将数据处理单元计算出的移动终端位置坐标及数据信息转换为发射信号；第二上变频器，对发射信号进行上变频处理；通信发射天线。

下面通过一组实施例对本发明做进一步说明：

本发明所述时间同步方法是以通信地面站和用户终端组成的时间同步装置为硬件基础。在通信地面站，为保持高精度的系统时频基准，配置了铷原子钟频标，输出10MHz高稳频率给通信地面站通信收发单元中的基带及上下变频器实现同源频率。通信地面站的时间同步设备还包括基于通信信号的多普勒频移和信号时延，计算频率控制字，并对通信地面站发射信号的频率偏值进行修正的修正模块，实现卫星和通信地面站的链路闭环测试修正，该设计可以实时修正小倾角同步轨道卫星运动引起的多普勒频移。

在由通信地面站和用户终端组成的时间同步装置的基础上实现了通信地面站的参数测量与修正，主要是测量得到站-星距离，自发自收测量多普勒频偏，实现通信地面站端发射的信号频率修正，具体实现方式如下：

站星距离的测量：在地心地固坐标系下，把通信地面站的经纬度坐标转换成三维坐标(x_c,y_c,z_c)，根据卫星星历解析出小倾角同步轨道卫星的轨道根数，换算成地心地固坐标系下卫星的三维坐标(x_s,y_s,z_s)，可求得通信地面站与小倾角同步轨道卫星的距离：

对于通信地面站自发自收进行系统校准时，所计算的星地时延为：

其中，c为光速；

τ_s为卫星的转发器时延；

τ_sys为通信地面站收发系统时延；

在上面的方程中，后两项τ_s和τ_sys为系统的时延，可以通过系统校准或者直接测定，为路径引起的时延，是时间同步中最为关心的时延。由于卫星在不断的运动，路径时延也需要实时地测量和修正。并把该路径时延通过参考基准时隙广播下行，供每个用户站接收用来修正入局发射时刻。

通信主站信号多普勒频移的求解与补偿：转发式卫星导航系统的导航中心站在小倾角同步轨道卫星上广播卫星星历和测距码信号，可以获得卫星的运动状态，通信地面站在该卫星上的通信收发信号由于卫星运动引起的多普勒频移可以很容易地求出来，具体来说，配置在通信地面站的第一时间同步模块首先利用转发式卫星导航系统接收机完成自定位，并获取卫星的位置信息，根据卫星星历计算出星站距离，接收机输出星站伪距及伪距变化率，并利用卫星实时的位置、速度和时间信息计算载波频偏和码钟偏差，求得频率控制字用来修正信号多普勒频移。

根据多普勒频移的定义：

其中，f_d为信号的多普勒频移；

f_r为接收端信号的频率；

f_t为发送端信号的频率；

为信号发送端或接收端的运动速度矢量；

θ为运动速度矢量与发送端或接收端连线的夹角；

由上式可知，多普勒频移与信号发射频率成正比，而对于在同一颗卫星上的不同转发器转发的信号而言，由于卫星与接收端的相对速度相等，夹角也相等，因此不同频率信号的多普勒频移只取决于信号发出时的频率，由此，通过求得了转发导航信号的多普勒频率之后，该卫星上所有信号的多普勒频率都可以用下式求出：

其中：f_dx为给定频率的多普勒频率

f_x为给定的信号频率

f_n为已知的导航信号中心频率

f_dn为收发信号端相对运动在导航信号上产生的多普勒频率

求出信号的多普勒频移后，在信号发送端进行修正，具体是采用通信地面站的参数发射基带与参数接收基带构成自发自收链路，校正卫星运动多普勒及转发器频偏。业务发设基带和业务接收基带为收发通信业务运行基带。参数接收基带输出频偏值Δf，修正模块每收到一次载频偏差值Δf，根据下述公式计算出频率字ΔFTW传给参数发射基带和业务发射基带进行发射频率预偏。

其中，f_sys为系统时钟

N为寄存器长度，固定为32。

为避免对载频修正幅度过大造成接收端失锁，在发射频率预偏时每次修正1/8Δf。

参数20000000为发射机使用的原子钟10MHz频标的一倍频参考频率。

本方案中，用户终端、地面通信站和小倾角通信卫星使用的是双向和交互的同步方式。

本方案中，对于卫星上起到透明转发作用的卫星转发器，一般通过星载本振2225MHz与上行信号进行混频处理，下行信号频率与上行信号频率相差2225MHz的方式实现收发隔离。

用户站与卫星距离计算：用户站配置的时间同步模块包含一个双模卫星导航接收机模块，可以利用北斗卫星导航系统和转发式卫星导航系统的导航信号为用户站实现定位。设所定的用户站位置为(x_u,y_u,z_u)，则可以计算卫星到用户站的距离为

用户站发射信号经卫星转发到达通信地面站的时延为：

本实例中τ_us大约为250us左右。

在用户站向通信主站发送信息时，需要考虑τ_us并在分配给自己的时隙内上行信号。

用户站端发射频率修正：

用户终端的发射频率修正方法与通信地面站的测量修正方法类似，如附图2所示，时间同步模块给出用户站的位置(P)、速度(V)、时间(T)信息，发送给数据处理器，用户站发射基带测出晶振频差，通过串口发送给数据处理器；数据处理器根据时间同步模块给出的PVT信息，计算多普勒频偏，再根据公式(5)计算出频率字修正值给发基带做频率预偏。

其中，f_sys为系统时钟，N为寄存器长度。

如图4所示，为实现用户终端收发信号的同源相参性，用户终端的各模块采用统一的10MHz温补晶振，该温补晶振安置在时间同步模块上，并实现频率的分路输出，稳定度在1ppm，由于该温补晶振的漂移会导致10Hz偏差，长期使用还需要考虑晶振的的老化。频率漂移会使频率偏差有所增大，该偏差会增大用户站发射信号的频偏，增加信号接收端的搜索捕获时间，考虑到所用时间同步模块的卫星定位接收机时间可以溯源到星载原子钟，具有较高的长期稳定性，为此采用了卫星定位接收机输出的1pps脉冲作为触发信号，由用户终端通信发射基带内设置的比相器，定时测量温补晶振输出频率的偏差，在计算频率控制字时对系统时钟f_sys进行修正，从而提高用户站发射信号的频率精度。

以上对于用户终端频率修正的方法，同样地适用于固定站和移动站用户终端。

在对用户终端的收发两端时隙的同步并消除了晶振偏差和载波多普勒频偏的基础上，大大加快了信号的捕获速度，从而提高了TDMA制式小倾角同步轨道卫星通信系统的通信效率。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种时间同步方法，其特征在于，该方法的步骤包括

S1、实时测量并存储通信地面站与小倾角同步轨道卫星之间的通信信号的多普勒频移和信号时延；

S2、基于所述通信信号的多普勒频移和信号时延，计算频率控制字，并对通信地面站发射信号的频率偏值进行修正；

S3、用户终端根据实时接收到的小倾角同步轨道卫星广播的卫星星历和信号多普勒频移，实时计算用户、卫星和通信地面站中间的距离；

S4、基于实时计算用户、卫星和通信地面站中间的距离，对用户终端的信号发射频率和发射时间进行修正和控制，并将自身的位置坐标发送至通信地面站；

S5、通信地面站存储网内每个用户终端的位置坐标，并根据每个用户终端的通信请求，为其分配通信时隙，并控制出局信号发射时间。

2.根据权利要求1所述的时间同步方法，其特征在于，所述通信地面站与卫星之间时延的计算步骤包括

根据在地心地固坐标系下，通信地面站的三维坐标(x_c,y_c,z_c)和小倾角同步轨道卫星的三维坐标(x_s,y_s,z_s)，求得通信地面站与小倾角同步轨道卫星的距离L_s：

根据通信地面站与小倾角同步轨道卫星的距离L_s，计算通信地面站与小倾角同步轨道卫星的时延：其中，c为光速，τ_s为卫星的转发器时延，τ_sys为通信地面站收发系统时延。

3.根据权利要求1所述的时间同步方法，其特征在于，所述通信地面站通信信号的多普勒频移求解与补偿的步骤包括：

利用北斗导航系统和转发式卫星导航系统接收机进行自定位；

根据卫星星历计算出通信地面站和卫星之间的距离，捕获跟踪该卫星，并获取卫星的伪距和伪距变化率，以及地面站和卫星之间距离的变化率；

利用卫星的位置、速度和时间信息计算载波频偏和星钟偏差，计算频率控制字：用来修正地面站通信信号的多普勒频移,其中，f_sys为系统时钟，N为寄存器长度，Δf为频偏值。

4.根据权利要求1所述的时间同步方法，其特征在于，所述步骤S2中保证到达接收点的通信地面站下行信号多普勒频移接近于0。

5.根据权利要求1所述的时间同步方法，其特征在于，所述用户终端与卫星之间距离的计算步骤包括

根据用户终端的三维坐标(x_u,y_u,z_u)，求得用户终端与小倾角同步轨道卫星的距离L_us：

基于用户终端与小倾角同步轨道卫星的距离L_us和通信地面站与小倾角同步轨道卫星的距离L_s，计算用户站发射信号经卫星转发到达通信地面站的时延：其中，c为光速。

6.根据权利要求1所述的时间同步方法，其特征在于，所述用户终端信号发射频率修正的步骤包括

基于用户当前的位置、速度和时间信息，计算器多普勒频偏f_du；

计算用户终端的频率控制字的修正值：其中，f_sys为系统时钟，N为寄存器长度，并将其发送至基带做频率预偏。

7.一种用于时间同步的通信地面站，其特征在于，该通信地面站包括：

铷原子钟，用于为通信地面站提供时间基准；

第一信号接收单元，实时接收与小倾角同步轨道卫星的通信信号；

修正模块，基于通信地面站与卫星的通信信号的多普勒频移和信号时延，计算频率控制字，并对通信地面站发射信号的频率偏值进行修正；

第一信号发射单元，以铷原子钟的基准时间作为基准，基于第一修正模块提供的频率频偏值，向通信卫星发射通信信号；

第一同步模块，根据每个用户终端的通信请求，为其分配通信时隙，并控制出局信号发射时间。

8.根据权利要求7所述的通信地面站，其特征在于，

所述第一信号发射单元包括：

参数发射基带，用于向用户终端广播发射时间同步和频率修正的参数；

业务发射基带，用于接收修正模块发出的修正频率字，对通信发射信号进行频率预偏，同时向卫星通信系统发射通信业务信号；

合路器，将参数发射基带和业务发射基带发出的不同频率基带信号合路成一路综合通信信号；

第一上变频器，用于对发送至卫星的综合通信信号进行上变频处理；

所述第一信号接收单元包括：

第一下边频器，用于对卫星反馈回的通信信号进行下变频处理；

低噪声放大器，用于对反馈回的通信信号进行低噪声的放大滤波处理；分路器，将反馈的通信信号中的通信业务信号和时间同步及频率修正信号分路；

参数接收基带，用于接收反馈给通信地面站的时间同步与频率修正信号，并将该信号中的信号频偏发送至修正模块，产生新的频率控制字；

业务接收基带；用于接收经频率修正的通信业务信号，完成系统信号通信；

转发式卫星导航系统接收机，用于通过转发式卫星导航系统导航信号，对小倾角同步轨道卫星通信信号进行时间同步和频偏修正。

9.一种用于时间同步的用户终端，其特征在于，该用户终端包括：

第二信号接收单元，实时接收与小倾角同步轨道卫星的通信信号；

第二同步模块，基于小倾角同步轨道卫星，对用户终端的位置进行实时定位；

数据处理单元，根据实时接收到的小倾角同步轨道卫星广播的卫星星历和信号多普勒频移，计算用户、卫星和通信地面站中间的距离，并对用户终端的信号发射频率和发射时间进行修正和控制；

第二信号发射单元，基于修正后的发射信号和发射时间，将自身的位置坐标发送至通信地面站。

10.根据权利要求9所述的用户终端，其特征在于，

所述第二信号接收单元包括：

通信接收天线；

第二下变频器，对与小倾角同步轨道卫星的通信信号进行下变频处理；

通信接收基带，将下变频后的通信信号转换为基带信号；

所述第二信号发射单元包括：

通信发射基带，将数据处理单元计算出的移动终端位置坐标及数据信息转换为发射信号；

第二上变频器，对发射信号进行上变频处理；

通信发射天线。