随着导航卫星网络应用领域的不断扩大,导航卫星网络与地面之间信息传输任务迅速增加,提高卫星与地面之间的信息传输效率的需求日益迫切。进行星地一体化信息传输的优化研究,可以对载有下传信息的卫星与地面站之间的传输路径进行优化,使得卫星数据下传地面的过程中产生的通信时延代价最小,从而提高整个卫星网络的信息传输效率。同时考虑到卫星网络运行的自主生存能力与稳定性,卫星网络需要保证星间链路的星间测距与星间通信功能最优运行,使卫星导航网络能够提供稳定的信息传输服务。本文针对星地一体化信息传输链路规划优化问题进行研究,主要研究星间链路的星间通信功能与星间测距功能,以及卫星网络中落地卫星与地面站之间的信息传输问题,具体研究内容如下:(1)导航卫星网络中星间链路拓扑和运行过程研究。首先对卫星网络中卫星之间的可见性关系进行数学化的表示,然后基于数学中极限的思想使用有限状态自动机(FSA)的方法进行基于星间可视性的卫星拓扑处理,之后详细的介绍了点波束指向性天线的特征与建链方式。(2)星地一体化信息传输问题分析与数学建模研究。首先对星地一体化信息传输问题进行分析,并将问题分为星间部分和落地卫星与地面站之间的星地部分两部分提出解决方案。然后提出以通信时延为优化目标,以星间测距最优性能和卫星间关系为约束条件的优化问题。(3)星地信息传输链路规划优化算法研究。针对星地一体化信息传输优化数学模型,提出基于改进的遗传算法的星地信息传输链路优化算法,并对算法求解过程进行详细介绍。(4)算法仿真环境介绍与结果分析。本文选用Walker24/3/2星座进行研究,使用STK仿真产生可见性信息作为算法输入进行算法求解,并将计算结果图和实验结论列出,然后通过STK对Walker24/3/2星座的分析,得出落地卫星选择表,提出落地中继卫星的选择方案。仿真计算结果显示,本文中提出的基于改进的遗传算法星地一体化信息传输链路规划优化算法,在时隙数不同的情况下都能迭代求解出最优平均通信实验代价,能够实现星地信息传输星间部分的链路规划方式计算,并提出落地卫星选择表,实现落地卫星的选择。将星间与星地两部分的建链规划的方式进行了优化,提出了具体的方法,提高了星地信息传输效率。