航空自组织网络是一种使用机载通信设备完成航行中飞机间组网通信的分布式多跳网络,它是移动自组织网络技术(MANET)在航空领域的应用。通过使用航空自组织网络技术,一定范围内的飞机可以自行建立起网络并完成通信,从而使通信过程完全摆脱对固定基础设施的依赖性,极大程度提升飞机航行自由度,对民航和军事航空领域均有着重大意义。当前,移动自组织网络中采用的网络结构大多是平面式和分簇式,但在一些特殊场景下,平面式结构和分簇式结构都无法满足网络需求。本论文介绍了一种依据飞机职能进行编队的分级网络结构,其中骨干网由一些具有特殊功能的飞机组成,负责将分布在不同空域的子网连接起来,对整个网络起支撑作用;子网由属于同一编队的飞机组成。连通骨干网和子网的节点称为网关节点,不同子网间的通信依靠网关节点的转发实现。传统Ad Hoc网络路由协议不能很好地适应航空自组网高动态、低带宽的网络状态,更严重的是,在面对新型结构的航空自组网时无法实现数据的跨网传输,因此本文针对特定的网络环境,采用跨层的思路设计了子网路由协议。子网路由协议共包含三部分,分别为子网内部路由,出口网关路由和网关到目的节点路由协议,三部分路由协议均采用按需的建立方式,以端到端时延最短为原则,通过泛洪收敛的方式为不同传输阶段建立单路径路由,在骨干网路由的配合下,能够为网络中任意两个节点之间的数据通信提供单播传输路径,真正实现全网络互联互通。最后,本文通过OPNET仿真软件验证了路由算法的性能。仿真结果表明,本文提出的子网路由算法能够有效应对航空自组织网络快速变化的拓扑状态,以较低的开销维护路由,为网络中节点之间数据传输提供可靠保障。