针对GEO卫星通信系统随机接入碰撞概率高、往返时延大等问题,提出了一种基于SG-TDOA分区的方案,通过等时延差线对地面波束覆盖小区进行分区,利用覆盖用户的两颗卫星协同定位,获取用户终端的分区位置信息并对往返时延进行补偿,增大随机接入前导集,增强随机接入能力。仿真结果表明:与传统卫星随机接入方案相比,所提出的方案在随机接入能力方面有很大的改进,同时可以降低随机接入的碰撞概率。