梳理天地网络的特征，针对天地网络中的安全威胁，系统地梳理测控/运控信息、终端接入、无线信道、传输、业务信息系统、运维管理等方面的安全风险，提出融合安全支撑层、接入安全层、网络安全层、安全服务层及安全态势预警、统一安全管理等的天地网络安全保障架构，设计统一安全管理与安全态势预警、实体认证与接入防护、多域网络互联安全控制、密码按需服务、安全服务动态重构等的实现机制，为天地网络安全提供有效支撑。

从物联网的基本概念和相关技术出发，追踪当前世界低轨通信星座系统和我国构建天地一体化信息网络的发展趋势，提出了空间物联网的基本概念。空间物联网与传统卫星物联网不同，不仅是利用卫星中继解决远程的机器通信问题，而是在天地一体化信息网络架构下的一种泛在物联网体系，是地面物联网在全球立体空间层面的拓展，是多种信息技术融合而成的综合性应用服务平台。总结了海量数据业务特征下的空间物联网面临的主要挑战，包括系统负载过大、数据损毁丢失、链路频繁中断、能耗开销过高等数据存储与传输问题。进而提出了建立面向空间物联网应

空天地通信网络作为无线通信的典型应用，因其固有的广播性质和广泛的覆盖区域，面临严重的无线通信安全问题。尤其在军用卫星通信方面，安全通信保障要求更是至关重要，如何实现通信的安全是一个必须要面对的问题。提出了空天地通信网络物理层安全通信的模型——协作—直连混合星地物理层安全通信系统模型。在该模型的基础上，通过研究中继选择问题、卫星和中继的功率分配问题等进一步提升系统的安全性能，并且以此提出了一个整体的适应空天地通信网络的保密性增强方案，旨在为未来的空天地物理层安全提出一套技术理论框架。