多颗低轨遥感卫星之间通过星间链路连接,共同构成卫星网络,不仅能完成高覆盖、全天候、近实时的对地观测任务,还能摆脱过境时间的限制,实现数据实时下行。如何在高动态拓扑、不可靠通信、有限的网络资源下,实现稳定高效的信息传输并满足多类型业务的需求,是提高卫星网络数据传输能力的关键,而路由算法是解决这一关键的核心。本课题考虑到卫星网络拓扑的动态性、所承载流量的不均衡性、业务服务质量需求,设计路由算法,具体内容如下:实现路由技术的基础是具有星间链路的卫星星座网络。对Walker星座的卫星分布和覆盖性能、星间链路的建链规则和相关计算进行详细阐述,每颗卫星有两条稳定的轨内链路和两条存在通断的轨间链路。节点运动、链路通断状态变化使得拓扑具有时变性,因此引入时变图模型来更加精准、高效地描述卫星网络结构。设计了一种基于蚁群优化的负载均衡路由算法。根据星间链路通断状态将卫星网络周期划分为48个快照,在每个快照下进行路由。将负载均衡路由问题表述为一个多约束优化问题,优化目标是最小化端到端时延与时延抖动加权和的路径评价指标,约束条件为最大端到端时延、最小剩余可用带宽。路由求解过程借鉴蚁群算法的思想,考虑到卫星星座网络的特殊性,对信息素初始化、启发函数、状态转移规则、信息素更新规则这四部分进行优化,在满足业务路径约束条件的同时保障网络的负载均衡。设计了一种时变网络下的可靠QoS路由算法。构建存储时间聚合图来表征拓扑和资源的时变性,重点对数传链路和存储链路的状态参数进行分析。将遥感卫星任务规划结果作为输入,获得数据包的发送时间、源目节点、业务类型以及QoS约束条件。针对时延敏感型业务和时延容忍型业务分别设计路由算法,以保障业务的传输需求,提高全网路由成功率。