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近年来,全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)发展迅速,而系统中卫星的小型化和微纳化成为了主要的发展趋势,通过微纳卫星星座与掩星技术(Occultation Research)的学科交叉,形成了GNSS掩星微纳卫星星座这一高效可行的大气探测技术方案。在掩星微纳卫星星座网络中,随着卫星数目的增多,其面临着需要将大量掩星数据及时下传地面站的问题,此时,需要构建出有效的星座数传网络并通过合理的路由设计来实现大量探测数据的及时传输。路由技术作为其中的关键,关乎着数据能否可靠及时的传输,进而影响着微纳卫星系统效率。论文基于百星量级掩星微纳卫星星座探测数据需要及时下传地面站的场景,针对微纳卫星星上处理和存储能力受限的网络条件,对掩星微纳卫星星座高速数传网络、数传网络下路由的LDP与LHP之间的关系、静态路由技术以及动态路由技术进行了以下研究工作:首先对掩星星座构型进行了分析,说明了GNSS掩星的场景和原理,分析了不同构型下微纳卫星星座的掩星覆盖情况。然后给出了综合经济和覆盖因素,构型较优的星座模型,为后续星座高速数传网络场景的构建和拓扑结构的研究提供了依据。其次对微纳卫星星座数据传输网络及网络下的路由LDP与LHP之间的关系进行了研究。为解决大量星上数据及时下传的问题,给出了微纳卫星星座高速数传网络模型并对其数据传输方式以及链路约束条件进行了详细分析。然后构建了该网络的拓扑模型,并基于拓扑构型对高速数传网络中的最小传播时延与最少跳数路径之间的关系进行了研究分析及仿真验证,为微纳卫星数传网络的路由基础度量衡的研究提供了理论依据。然后从静态路由的角度对微纳卫星星座路由技术进行了研究。分析了现有的卫星网络静态路由算法中最适用于星座数传网络的快照序列算法(snap shot sequence,SSS)的基本原理,说明了其在高速数传网络中依然存在的问题,设计了基于该算法的优化算法——微纳卫星高速数传网络快照序列算法(Micro-nano satellite data transmission network snap shot sequence algorithm,MDTN-SSS)。算法针对SSS在高速数传网络场景中的不足进行了改进,使得网络在路由存储开销以及丢包率方面得到了优化,相较于原算法更适合应用于资源受限的掩星微纳卫星数传网络场景。从静态路由角度对解决微纳卫星星座大量探测数据及时下传地面站的问题作出了有效探索。最后从动态路由的角度对微纳卫星星座路由技术进行了研究。分析了动态场景下近似于Ad-hoc的星座高速数传网络模型,说明了该网络模型下Adhoc路由中最为可行的优化链路状态路由(Optimized Link State Routing,OLSR)的基本原理及其存在的问题,设计了基于该算法的改进协议——微纳卫星高速数传网络优化链路状态路由协议(Micro-nano satellite data transmission network Optimized Link State Routing,MDTN-OLSR)。相较于原协议,采用MDTNOLSR的网络在吞吐率、分组投递率以及路由开销方面均得到了优化,从动态路由角度对解决微纳卫星星座大量探测数据及时下传地面站的问题作出了有效探索。