小型无人机由于具有成本低、容易部署和灵活执行各种任务等优势,在某些军事或民事领域得到了广泛地重视。甚至在某些领域内,无人机的应用远远地超过了我们的想象。因此本文研究重点落在多层无人机网络的覆盖优化与动态路由选取方法。本文贡献如下:1)针对传统的地面核心网络对无人机飞行区域的覆盖不足问题,构建了基于部署中继无人机的双层无人机网络,在减少无人机网络平均通信时延的同时增加数据包接收率;针对上层中继无人机覆盖效率较低的问题,提出了基于上层无人机的覆盖边界条件分析的覆盖优化理论,通过调整上层无人机的轨迹及覆盖角度得到最大的有效覆盖率;针对三维无人机网络路由节点选取困难的问题,提出了基于双层无人机网络结构的平均时延矩阵分析的路由选择算法(PDME),从而减少无人机通信链路中多余的跳数,进而大大降低无人机通信链路的平均时延和丢包率;搭建仿真平台,测算上层无人机有效覆盖率及双层无人机通信链路的平均时延、数据包接收率;2)针对现有路由算法面对三维无人机网络路由节点选择比较复杂问题,提出了基于立方体空间划分的动态路由选取方法(CSRP),从而减少了通信链路平均时延、数据包接收率的影响;搭建仿真验证平台,评估无人机网络采用CSRP路由算法、AODV路由算法、GPSR路由算法的传输时延、时延抖动、数据包接收率等性能指标。最后,对本文的研究内容进行总结,多层网络覆盖优化与动态路由选取方法有待进一步研究。