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根据多层卫星星座网络的链路长度与可见性模型，建立了多层卫星网络的数学模型。并据此提出了一种适于多层卫星网络应用的层次路由协议。新协议主要包括拓扑测算、路由计算和路由转发。仿真计算结果表明，该协议的计算速度快、拓扑更新的通信开销小、链路利用率高，其性能优于Bellman和多层卫星网络路由（ME-SR）算法。