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本发明公开一种基于多普勒序列匹配的空间目标轨道预报时间偏差补偿方法及系统，方法包括：获取空间目标在测站可见弧段内的实测多普勒序列及对应的时间戳集合；基于空间目标的TLE和实测多普勒序列的时间戳集合，通过SGP4轨道预报模型，获取与测站对应的理论多普勒序列；将理论多普勒序列与实测多普勒序列进行时间基准对齐；构建以时域平移量为自变量，多普勒序列残差平方和为优化目标的代价函数模型，并进行全局搜索，获取最优时间偏差；保持TLE不变，基于最优时间偏差补偿预报时间。本发明能有效提高卫星等空间目标通信建模的精确性，同时，具有计算开销低、预报精度高、模型稳定性强等特点，且适配高频实时跟踪引导需求。