如今,随着人们对于消息的需求越来越多,能够及时、准确的得到空天信息网络的信息对各种空间任务如资源勘察、地形测绘、为科学及生产活动等提供通信服务显得益发重要,这些都需要具备空间信息获取、传输和综合利用能力。在卫星网络中,由于卫星的高速运动,导致网络中链路的通断状态随时间演变,使得网络中很难存在端到端的传输路径。针对这个问题,本文引入了时空图来描述卫星网络的动态拓扑,获得卫星网络的全局信息,并在此基础上为网络中需要传输的数据寻找最优路径,保证全局最优。传统的网络流量模型中,随着时间轴单位的增大,业务的突发性逐渐减少。科学研究表明,在卫星网络中,实际网络业务的突发性不随时间轴单位的变化而变化,证明卫星网络实际业务具有自相似性,这种自相似性使得数据的产生具有很大的突发性,这种情况下,若是以一个网络流量的阈值来设计数据传输路径,则极容易发生链路资源浪费的情况,造成不必要的传输开销。在现有的解决网络中随机业务的传输问题的方法中,主要思想是根据制定的判决依据丢弃数据包以及动态分配带宽,但是第一种方法会降低数据传输成功率,第二种方法会因为分配规则复杂以及借用和释放带宽机制而导致传输成本增加。所以,本文针对上述问题提出了一种基于时空图的卫星网络随机业务最小开销路由算法。在时空图的基础上,根据ON/OFF模型,本文建立了在每个时隙内卫星发送和不发送数据的概率模型。利用Dijkstra算法以及概率融合的方法,为所发送数据寻找在允许的拥塞概率下的最小开销路径。利用Matlab仿真平台对算法进行验证,并对实验结果进行了分析和对比。本文的算法在接受一定拥塞概率下,能够有效减少传输开销。针对上述算法产生的数据传输拥塞问题,本文利用寻找“旁路”的路由算法来进行拥塞处理,即通过“绕过”有一定概率会被其他业务源所发送数据占据的点对点链路来寻找最优路径。利用Matlab仿真平台对算法进行验证,该算法在不影响其他业务源的数据传输的情况下,能够有效提高数据传输成功率。