近年来,随着空间通信需求的增加,各航天大国都掀起了卫星网络建设及关键技术研究的热潮。卫星网络链路具有长时延、断续连通以及链路属性随时间变化等特点,无法采用地面网络的静态图表征方法对其进行刻画,其根本原因在于,基于静态图的网络表征方法割裂了网络资源在时间维度上的关联关系。另一方面,由于卫星节点所携带能源有限、燃料补给困难,必须对其功耗进行控制以延长使用寿命,因此卫星节点的收发信机载荷数量、星间链路的传输速率都会受到限制,这给卫星网络的拓扑与路由规划带来新的挑战。基于此,本文针对卫星网络的时变、资源受限等约束,面向业务的时延保障需求,研究以最短时延为目标的拓扑与路由联合规划算法,主要研究工作及取得的创新性成果如下:综述了卫星网络组网技术的国内外研究现状;介绍了几类典型的资源受限卫星网络拓扑规划方法,指出各自的优势与局限性;在此基础上,引出了本文的研究目标,并重点分析了其面临的挑战。提出了一种拓扑与路由联合规划算法,旨在面向空间业务的时延保障需求,能够在卫星网络时变、单收发信机等约束下,为业务按需构建出一条端到端时延最短的传输路径。首先,提出了基于时变图的资源受限卫星网络表征方法,能够对资源受限卫星网络中的节点传输速率约束、单收发信机约束以及拓扑时变等特征进行精准刻画;然后,在此基础上,设计了基于时变图的拓扑与路由联合规划算法,为业务按需构建出一条保障端到端时延最短的传输路径,同时根据构建出的路径进行拓扑连接规划;最后,通过Matlab仿真软件对所提算法进行仿真,仿真结果表明,相比于基于最小跳数的路由算法,该算法具有更高的业务完成率以及更低的平均端到端时延。设计了适用于资源受限卫星网络的路由协议,并构建资源受限卫星网络路由协议仿真验证平台,对协议的效能进行验证。依据卫星网络链路断续连通、拓扑可预测等特点,基于所提拓扑与路由联合规划算法,进行资源受限卫星网络路由协议的设计。所设计路由协议在开放式最短路径优先路由协议的基础上,新增了预测拓扑发现、时变路由计算以及存储-托管-转发机制。同时搭建了半实物仿真验证平台,通过模拟空间链路特性的方式,对协议各功能模块进行测试,初步验证了资源受限卫星网络路由协议在空间环境中的有效性。