近几年来,小卫星凭借成本低、重量轻和易于发射的优点在航天领域扮演着越来越重要的角色,已成为国内外卫星研究的焦点。为提高应用效能,小卫星越来越倾向于使用组星的方式工作,目前国外较为先进的小卫星组星中,单星既可以独立工作,也可以通过卫星网络协同完成任务;而国内小卫星组星的研究工作才刚刚开始,未见相关应用报道。其中比较常见的应用是应用到光学遥感小卫星的协同成像中,尤其是宽幅成像和凝视成像,可以解决低轨道光学遥感小卫星成像幅宽小,凝视成像时间短的问题,而此应用对组星网络的实时性有很大的要求,需要解决网络协议的问题。本文在综合各方面因素的基础上,提出改进LWIP协议的组星网络方案,并在协同成像上进行模拟实验。本文首先描述了小卫星组星协同工作的巨大优势,以及需要解决的问题,通过比较常见的卫星网络协议,提出了将LWIP协议进行改进来应用到组星网络中的方案。针对星间通信的特殊要求,提出网络协议的改进方法,对轻量级的TCP/IP协议LWIP修改,得到适用于星间通信的网络协议。为验证改进型网络协议的可行性及小卫星协同成像方案,本文搭建了一种小卫星通信平台,在该平台上移植了FREERTOS操作系统,FATFS文件系统和改进型LWIP网络协议。并在本平台上完成多任务文件操作、多平台通信、多平台协同成像等实验。实验表明本文设计的改进型网络协议可进一步降低网络延迟,将其应用到组星协同成像中的方案有一定的可行性。