空间信息网络的载体是空间平台,该网络系统具有实时处理、传输、获取空间信息的功能。其中,空间平台主要包含无人驾驶飞机、有人驾驶飞机、平流层气球、低轨道卫星、中轨道卫星或者同步卫星等。空间信息网络可以实现全球无缝覆盖,是我国战略制高点,也是我国关键的基础设施。该网络可以为地面提供应急救援、导航定位、远洋航行、航天运输、航天测控等重要服务。基于地球同步轨道卫星骨干网络构建空间信息网络,本文采用北斗导航系统与小卫星相结合的方法,针对焦点区域实现联合导航服务。首先,考虑仅采用低轨小卫星对焦点区域实现紧急导航服务,本文以20deg纬度,18deg经度的矩形南海区域作为考察的目标区域,采用共地面轨迹星座设计方法,通过比较星座覆盖重数、轨道倾角、可见卫星数,DOP(Dilution of Precision)精度因子等参数,设计了轨道平面数为4,单轨道卫星个数为7的低轨小卫星星座,即小卫星导航系统。其次,基于小卫星导航系统,结合空间信息网络骨干网架构,以北斗地球同步轨道卫星作为可用卫星,文章提出了基于卫星服务信息矩阵的回删模型,该模型将在轨可用卫星与小卫星导航系统卫星相结合,采用回删算法对卫星服务时间进行匹配,通过综合比较覆盖重数,可见卫星数,以及DOP精度因子得到小卫星与北斗地球同步轨道卫星的最优联合导航系统。最后,文章采用STK和MATLAB仿真工具,对回删模型下13颗小卫星与2颗北斗地球同步轨道卫星的联合导航系统和14颗小卫星与2颗北斗地球同步轨道卫星的联合导航系统,进行了仿真,对比和分析。得到了以卫星数量最优的联合导航系统星座和以覆盖与精度最优的联合导航系统。采用共地面轨迹星座方法设计的小卫星导航系统和以回删模型下优化的北斗小卫星联合导航系统,有助于借助空间信息网络骨干网可用卫星,对局部区域进行导航增强,其提供了整合卫星资源进行导航服务的数学方法,给出了联合导航系统的卫星发射方案,保障了空间信息网络覆盖局部区域的导航增强功能,为空间信息网络的构建和服务提供了参考。