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随着空间技术的飞速发展和应用,加快空间资源开发和利用已成为世界各国发展的重要战略取向。天基网是一种以通过星际链路互连起来的卫星为网络主体的实时多维网络信息系统。由于具有全天候、近实时、全球覆盖的特点,以及在全球区域内获取和快速传递大量信息的能力,天基网是简化空地信息传输交换系统,优化空地网络设施建设,实现天地信息一体化的主要框架。天基网的发展将对经济、社会及军事等领域的发展起极大的推动作用。路由技术是卫星网络中的关键技术。本文分析了影响天基网卫星网络性能的各项因素,重点研究了不同组网结构及不同服务质量需求条件下的路由算法设计问题。本文的主要工作包括:(1)针对LEO卫星网络中可能存在的链路失效情况,对链路失效对卫星网络路由的影响进行了分析。基于在线对链路进行检测的基础上,提出了一种快速的最短路径重构算法。该算法保证了重构路径的最小跳数,并且由于只对失效路径进行重构,算法在星上在线进行,因此具有很好的时效性。(2)针对LEO卫星网络的特点,基于离散化卫星网络连续动态结构的基础上,提出了一种基于QoS的最短路径算法。同时对于链路损毁的条件下的提出一种局部最优的快速重构算法,该算法是局部最优的。(3)对LEO卫星网络中的路由问题建立一个最小费用流模型,针对多QoS需求可能对当前路由的影响,通过灵敏度分析的方法研究了QoS需求的改变造成的当前路由费用的变化,给出了一个路由不发生改变的边界条件。(4)针对LEO/MEO卫星网络,分析星座构架方式给出MEO覆盖LEO卫星的模型,针对多QoS需求约束,设计路径费用并提出了LEO/MEO卫星网络费用模型。针对不同的QoS约束进行分析,同时考虑整体网络中的数据分配问题,提出了基于概率选择路径的QoS路由算法。