随着航天技术的迅速发展和应用,空间在政治、军事、经济等领域的战略地位日益提高,空间信息网的研究和应用也引起了各国的广泛关注。由于空间信息网具有拓扑持续动态变化、节点星上载荷能力有限、星际链路传输时延长、时延抖动大等特点而使路由技术面临严峻挑战。利用空间信息网中部分节点轨道运行的周期性和可预知性,将网络运行周期划分为一系列时间片,在一个时间片内拓扑相对稳定的节点组成骨干网,拓扑动态变化难以归于骨干网的节点组成非骨干网,在此基础上,设计并实现了跨层多径路由协议。在传统TCP/IP协议栈基础上,增加跨层信息交互,打破原有分层结构的制约,实现各层信息共享,根据业务的QoS需求和网络所能提供的保障条件,自适应网络状况变化。初始化时,以带宽和链路时延为参数,选择满足应用要求的多条路由,实现通信过程负载均衡,提高路由容错性能；在网络运行阶段,通过物理层、MAC层和网络层的信息,准确、及时地反映网络状态变化,并按照应用的需求,针对时延敏感业务、带宽敏感业务、高可靠需求等业务,动态调整路由,并为高QoS要求的特殊业务设计带宽预留机制,实现自适应、自配置、具有负载均衡能力的高效路由。利用STK卫星模拟软件仿真空间信息网,以此为依据进行时间片划分,建立网络拓扑,并采用NS网络模拟软件对路由算法进行仿真测试,结果表明：设计的路由协议能够适应网络状况和业务需求,具有良好的路由性能,适用于空间信息网。