天基信息网络是一种以通过星间链路互连起来的卫星为网络主体的实时多维网络信息系统。天基骨干网络是天基信息网络中链接各个卫星系统以及地面网络的纽带,由布设在地球同步轨道以及其他中高轨道的若干骨干卫星节点联网而成。天基骨干网络承担着主要的数据传输业务,在天基信息网络中发挥着至关重要的作用。本文对天基骨干网络的架构与性能进行研究,主要工作总结如下:1.对卫星空域覆盖模型进行了介绍,并结合空域覆盖的要求拟定了四种天基骨干网络架构。首先对卫星轨道的分类以及各自的特点进行了介绍,主要包括LEO、MEO、GEO以及IGSO卫星四类;然后介绍了卫星点波束对地覆盖的计算模型,包括平面覆盖和球面覆盖两类,同时针对天基骨干网络需要满足空域覆盖的要求,通过建立模型推导了满足空间用户与卫星之间的可见条件。最后,在上述分析的基础上,从天基骨干网络对覆盖性的要求出发,拟定了由高轨卫星层（3GEO+3IGSO卫星）和中轨卫星层（24MEO卫星）构成的四种骨干网架构,为进一步分析各个卫星架构的性能奠定了基础。2.提出了一种完备的性能指标分析方法,并结合多种用户场景,对四种天基骨干网络架构的性能进行了研究。本文从高轨、中轨、低轨以及地面四类用户出发,四类用户相互组合形成多种用户场景,进而在各个场景下对比分析四种网络架构的性能。同时天基骨干网络的性能要通过一定的性能指标进行分析,本文基于传输时延、跳数、转发器数量三项参数,提出了完备的分析方法,并对四种天基骨干网络架构在各场景下的性能进行评估,对比不同架构的性能优劣以期望得到最优的骨干网络架构。3.拟定了一种基于天基骨干网络主要性能指标的综合性能评价函数,对天基骨干网络的综合性能进行了对比分析。为进一步分析各个指标对天基骨干网络用户接入性能的影响,本文结合综合性能评价函数,对四种架构在十种用户场景下的性能进行了对比分析。结果表明,性能指标权重因子取值的不同会导致四种架构性能优劣的不同,本文的权重因子设置具有较大的主观性,而实际权重因子的取值会受到当前工程实现水平的制约。4.设计了天基骨干网络仿真分析软件,为后续天基骨干网络的相关研究提供一种仿真分析工具。天基骨干网络仿真分析软件可用于构建不同架构的天基骨干网络,可以对轨道高度0-36000 km空域的覆盖性进行分析,并通过合理的指标体系,评估不同架构天基骨干网络的性能,同时可进行二维、三维可视化界面的展示。天基骨干网络为我国国防安全提供技术支撑,本文工作可为天基骨干网络的进一步发展和建设提供参考。