随着航天技术和通信技术的发展,卫星通信网络在飞机导航、地面探测、视频转播、地震救灾、军事与国防等方面发挥着越来越重要的作用,具有广泛的经济和社会效益。卫星网络的研究包含任务分发、路由技术、控轨技术、天线设计等方面,其中任务分发和路由技术与计算机科学领域的研究最为相关,也受到了很多研究人员的重视。与传统卫星网络相比,自组织卫星网络对节点的角色划分不同,不再以卫星轨道高度来决定节点所承担的任务,而是根据数据收集、数据处理、数据传输的功能划分将节点分为工作卫星、服务卫星和通信卫星。因此对任务分发提出了新的问题模型,原来的任务分发策略不再适用。并且由于网络结构的变化,链路中断更加频繁,数据传输灵活多变,原有卫星网络中集中式的路由计算方式难以适应新的网络结构,需要提出具备灵活性、抗毁性和重构能力的路由技术,实现数据的高效传输。针对以上挑战,本文基于现有的自组织卫星网络结构,以对地观测为任务目标,研究自组织卫星网络中的任务分发和通信路由技术,主要工作及创新点如下:一、针对新的卫星网络在节点分工上的不同,首次将交替方向乘子法应用在卫星网络的任务分发优化问题当中,实现更高效的任务分发决策。针对卫星网络特有的优化场景,使用无线数据传输公式,构建以总能耗最小为优化目标的数学模型,并应用交替方向乘子法,设计优化算法解决任务分发问题,实现在较短时间内达到中等精确度优化的要求。通过设计基于MATLAB和CVX的仿真实验,与传统的集中式求解方法对比,验证了本文提出的算法在大规模场景中,能够在几十次迭代后实现收敛和中等精确度优化。二、针对自组织卫星网络当中链路频繁中断的问题,构建新型的多层卫星网络组网结构,实现联系图路由思想,使网络完成更高效的数据传输。并根据场景需求,增加对路由计算过程的跳数限制和节点有效性判断,以及设计相应的异常处理机制,进一步提高网络的数据传输能力。使用OPNET网络仿真软件建立卫星网络仿真平台,实现多种路由算法的对比。实验证明本文提出的算法能够实现更有效的数据传输,且具有更高的吞吐量和更短的传输时延,具备更高的抗毁和重构能力。