随着我国载人航天工程、“北斗”卫星导航系统以及“嫦娥二号”探月工程等航天任务的开展,对航天测控技术的要求正在迅速提高,建立天地一体测控信息网络的需求日渐迫切。空间数据系统咨询委员会(Consultative Committee for Space Data System,CCSDS)在当前航天技术高速发展的新形势下制定了一系列空间数据传输规范和建议,其中就包括空间传输协议系列(Space Communication Protocol Specification,SCPS)。SCPS是一套与TCP/IP协议兼容的协议栈,本文对其中的SCPS-FP(文件协议)、SCPS-TP(传输协议)、SCPS-NP(网络协议)等进行了概述,并对其中的SCPS-TP协议进行了重点研究分析。论文首先分析了TCP应用在空间通信中存在的问题,尤其是在往返时延较长、误码率较高、前返向链路不对称条件下使用时存在的问题。并从这几个方面着手,研究了SCPS-TP协议根据空间环境特性而做出的改进措施(如流量控制,选择性确认机制,选择性否定确认机制,协议头部压缩,窗口扩展选项等),对这些措施进行了分析和仿真设计。此外,对SCPS-TP协议在空间通信,尤其是在中继卫星网络中的应用提出了基于路径的SCPS-TP流量控制改进方法,在原有机制基础上做出了创新。然后使用OPNET和STK为仿真平台建立了几种典型的航天测控仿真场景模型,对不同误码率、轨道高度及不同传输速率等条件下的TCP协议和SCPS-TP协议的性能进行了分析和验证。仿真结论表明,SCPS-TP协议的表现要优于TCP协议。并在中继卫星场景中,将原SCPS-TP与改进流量控制后的SCPS-TP进行了比较验证,证明了基于路径的流量控制对传输性能带来了提高。论文最后对工作进行了总结,对下一步研究方向做出规划和展望。对SCPS系列协议的深入研究可以加快天地一体化网络测控体系的进一步建设,促进我国空间技术的提高。