本发明属于无线通信技术领域，公开了一种高超声速飞行器大动态多普勒场景实时通信方法，包括：在发送端，对发送信号进行预编码，插入导频数据后发送；在接收端，提取导频数据，一方面利用导频信息粗捕获多普勒频偏以及多普勒一次变化率，一方面利用导频信息估计信道状态信息；捕获方面采用基于FFT并行分段的方法完成快速粗捕获；粗捕获多普勒频偏以及多普勒变化率之后，对接收数据进行人工搬移，估计信道状态信息后进行分集合并。本发明能够满足高超声速飞行器实时遥测通信的要求，具有耗时短，复杂度低的特点，对高超声速飞行器的实时通信具有重要意义。