本发明公开了一种基于多普勒频移特征的非合作导航卫星识别的方法，属于非合作航天器定轨技术领域。本发明通过无码载波恢复获得不同频率的单载波信号及其多普勒频移测量值；根据低轨用户卫星的初始轨道参数及周期上注的导航星星历计算多普勒频移先验值；将含有接收机频差的多普勒频移的测量值与先验值分别按照高低顺序排列成两组样本，采用二分法高效地寻找频差估计值以实现两组频率的一致对应；并根据各个多普勒频移匹配残差的比重，采用全局匹配、局部剔除的方法来提高卫星识别的全局可信度。本发明提出的方法不仅可以识别导航卫星，还可以获得较为精确的接收机频差估计值。