卫星导航系统作为国家重要空间基础设施,为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务,已渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面,为全球经济和社会发展注入新的活力。随着用户对导航和位置服务精度的更高需求,利用低轨卫星开展实时高精度导航增强已成为下一步发展趋势,具有广阔的发展前景。无论是在卫星导航系统的导航卫星网络,还是低轨卫星导航增强系统的低轨增强网络,保证导航信息的高效传输是实现其功能的前提条件。本文从我国卫星导航系统发展现状和未来发展需求出发,对导航信息网络数据传输性能优化进行研究,包括现行导航卫星系统的星间链路规划和路由算法优化研究,以及未来导航增强系统的星地链路规划和路由算法研究。其中导航卫星系统的导航卫星网络由中轨道卫星构成,星间链路基于相控阵天线的时分体制,通过不同时隙与不同卫星的链路切换完成星间测距和信息传输,数据传输方式与延迟容忍网络“存储-携带-转发”模式类似;导航增强系统的低轨增强网络由低轨卫星构成,星间链路保持持续连接,星间网络拓扑固定,但星地链路切换频繁。针对以上两种研究对象,本文主要研究内容包括:（1）导航卫星网络星间链路规划算法导航卫星网络星间链路规划问题解决的是卫星在每个时隙与哪颗卫星建链的问题,是导航数据传输的基础。导航卫星网络星间链路同时具有测距和通信两方面作用,链路规划时需要同时考虑。本文分别利用二分图的最大匹配和一般图的最大匹配理论解决星间链路分配问题,尽可能减少了星地传输时延,保证了所有可见卫星间相互建链,提高了测距性能。通过两种方案的结合,同时兼顾了星间通信和星间测距两方面性能。此外,本文还从理论上探讨了可视矩阵拆分数量问题以及位置精度因子与星间链路数量的关系。（2）导航卫星网络路由算法导航卫星网络路由问题解决的问题是在链路规划确定的基础上,数据以何种路径传输可以尽快到达目的地。由于星间链路在每个时隙的通信时间较短,星间链路带宽有限,每次建链实际上可以传输的信息量较小,为此待传数据往往需要被划分为多个片段,逐个片段独立传输,在到达目的节点后再拼接起来。数据的多片段传输增大了数据在导航卫星网络中传输的复杂度。在此背景下,本文针对导航卫星网络两种典型应用场景,提出跳数受限的数据传输问题和多片段信息广播问题,通过构造规约证明了跳数受限的信息传输问题为NPC问题,并证明了两种特定条件下问题可以在多项式时间内判断是否有可行解。针对卫星节点在无信息支持、部分信息支持、完整信息支持下多片段数据广播问题,提出不同信息传输策略,并建立了多片段信息传输的理论模型来计算广播完成的时间,从理论上评估了不同信息支持下的多片段数据广播性能。仿真结果证明了本文的理论模型具有较高的准确性。（3）低轨增强网络星地链路规划低轨卫星轨道高度较低,星地链路切换频繁,星地链路规划问题解决的就是地面站在天线数量有限的情况下在何时与哪颗卫星建立链路的问题,是导航增强数据传输的基础。星地链路规划需要考虑的因素有以下三个:1)链路切换次数。链路切换会带来额外的系统开销,增大切换导致的失败率,在链路规划时应最大程度地减少星地链路切换次数。2)路由更新次数。星地链路的切换会引发拓扑变化,进而导致路由更新,带来一定的资源消耗,通过合理规划星地链路,可以减少路由更新次数。3)接入卫星构型。接入卫星分布的聚集程度直接影响星地间数据传输的拥塞程度。通过合理选取接入卫星,可以将流量最大化的分散在网络中的不同区域。本文系统地提出并分析了低轨增强网络星地链路规划问题,从链路切换次数、路由更新次数和接入卫星构型三个方面提出最优链路规划方案,并从理论上证明了方案的最优性。其中对于最少链路切换次数策略,本文通过最长接入时间和基于网络图构建求最小费用最大流两种思路,都证明了其最优性,最终通过仿真结果进一步得到了验证。（4）低轨增强网络路由算法低轨增强网络数据传输路由问题解决的是数据传输的路径问题。低轨增强网络为了实现其导航增强的功能,星地间需要实时进行大数据量的数据交换,所有数据都需经过接入卫星,不可避免地带来数据在接入卫星各条星间链路上的大量聚集。星间链路和星地链路带宽有限,数据的大量聚集很容易造成拥塞甚至丢包。因此低轨增强网络数据传输路由问题需要考虑网络的流量均衡以最大化网络的吞吐量。本文系统地提出并描述了低轨增强网络的数据传输问题,建立了线性规划模型,进而得到最优解模型。利用加权二分图的最大匹配原理提出了一种基于节点分配和拓扑控制的路由算法,保证了数据在网络中的流量均衡,最大程度的提高了网络的吞吐量,其性能接近于线性规划模型给出的最优解性能,但计算复杂度远远低于后者。