随着航空航天技术的迅速发展和应用,卫星通信在政治、经济、军事等领域的战略地位日益提高,卫星网络的研究和应用也引起了世界各国的广泛关注。由于卫星网络具有拓扑持续动态变化、星际链路传输时延长、星上载荷能力有限、时延抖动大等特点而使路由技术面临严峻挑战。利用卫星网络中节点轨道运行的可预知性和周期性,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节点相对稳定。在此基础上,设计并实现了基于路径分段的卫星网络多径路由协议。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。初始化时根据业务的QoS (Quality of Service)需求,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,通过中继节点的选取,将整条路径分段进行维护,中继节点利用物理层、MAC层和网络层的信息,准确、及时地了解网络状态变化,均衡多径各路负载,动态调整路由；同时采取逐跳验证的传输机制,保证业务可靠、高效的传输,实现自适应、自配置、具有负载均衡能力的高效路由。通过扩展NS2中卫星模块进行仿真分析,验证时间片的理论分析和计算方法的正确性。并采用NS2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,适用于卫星网络。