A ligação por hífen não é obrigatória, mas acontece que a expressão é formada por dois nomes, tendo o segundo elemento a função de especificar o primeiro. Nesse caso, recomenda-se o emprego de hífen. Por isso, recomendo: estação-base, à semelhança de salário-base.

Assinalo que o Dicionário Houaiss apresenta dois plurais para salário-base: salários-bases e salários-base. Do mesmo modo, é de supor que o plural de estação-base corresponda a estações-base e estações-bases. No entanto, tendo em conta que o que se  pretende designar não é uma realidade que coordena duas funções (a de estação e a de base), mas, sim, um tipo de estação, considero preferível a forma estações-base.