在离散的传感器网络中,空间填充曲线将整个网络线性化,即规划了一条遍历所有节点的路径,其在数据融合、节点充电、路径规划等方面也有着广泛的应用。对于处于三维空间的传感器网络而言,二维模型就不再适用,同时网络的拓扑结构和组网方式具有更多的随机性和不确定性。在本文中我们提出了基于连通性、分布式的三维空间填充曲线的构建算法,其主要思想是将整个网络分为数层并按照各层顺序由里到外依次遍历,保证全网覆盖并尽可能小地减小节点重复访问次数。实验结果表明本文所提出算法的节点平均覆盖次数低于两次且实现较快的遍历速度。另一方面,无线传感器网络作为能量受限网络,能量问题一直制约无线传感器网络及其相关应用的推广与发展。而解决此问题的方式之一便是利用充电小车对传感器节点进行电能补充。我们将空间填充曲线应用于传感器移动充电领域,提出了基于空间填充曲线的充电规划,以达到提高充电效率的目的。在此基础上,考虑到三维拓扑几何特征并进一步减小充电延时,我们提出了优化方案,并通过实验仿真验证其高效性。