1、在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，信息采集、目標(biāo)跟蹤、信息管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)和基于地理位置的消息路由等許多應(yīng)用中都需要準(zhǔn)確的節(jié)點(diǎn)位置信息作為保障。因此，定位技術(shù)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵支撐技術(shù)。在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出三維分布、鏈路非確定、應(yīng)用環(huán)境異構(gòu)、部署區(qū)域非結(jié)構(gòu)化等復(fù)雜特征，這對(duì)定位理論和算法提出了更高的挑戰(zhàn)。由于現(xiàn)有定位技術(shù)的研究大部分是假設(shè)理想化的通信模型和網(wǎng)絡(luò)部署環(huán)境，而忽略了實(shí)際應(yīng)用時(shí)各種復(fù)雜因素對(duì)定位算法的影響，從而導(dǎo)致定位誤差控制難、

2、定位誤差大、部署成本高及可擴(kuò)展性差等問題，使之無法直接用于實(shí)際系統(tǒng)。本文在對(duì)現(xiàn)有定位技術(shù)進(jìn)行研究分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)已有工作的不足，圍繞復(fù)雜環(huán)境下的定位關(guān)鍵技術(shù)展開研究，通過系統(tǒng)地研究，提出更加接近實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的高精度、低開銷、高能效、低成本的分布式定位方案，以滿足復(fù)雜環(huán)境下的實(shí)際應(yīng)用。主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)包括：
　　1．基于泛洪邊界控制誤差校正的定位策略
　　針對(duì)將基于傳統(tǒng)的定位方法直接擴(kuò)展到復(fù)雜環(huán)境中時(shí)存在“模型失用”、誤

3、差控制困難等問題，設(shè)計(jì)了一個(gè)新的基于泛洪邊界控制誤差校正的定位策略3DPHDV-Hop。通過投影平面選取和目標(biāo)區(qū)域劃分，進(jìn)行泛洪邊界控制，采用最小均方差準(zhǔn)則及歸一化加權(quán)方法來進(jìn)行跳距誤差校正，從而實(shí)現(xiàn)高精度、低誤差的細(xì)粒度定位。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與APIS、3D DV-Hop和3D-MDS等經(jīng)典策略相比，3DPHDV-Hop策略的定位率分別提高了45.2％、35.4%和32.3%。
　　2．基于空間幾何分割的凹/凸分解定位機(jī)制

4、　　針對(duì)存在障礙物的復(fù)雜3D凹/凸不平表面網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋷缀翁匦运鶐矶ㄎ徽`差大且能耗高的問題，提出了一種新的基于空間幾何分割的凹/凸分解定位機(jī)制3D-CCD。按照節(jié)點(diǎn)的海拔高度先邏輯水平分層，再在層內(nèi)按照凹/凸分解的方法將網(wǎng)絡(luò)合理的劃分為多個(gè)子區(qū)域，用于降低因地形分布凹/凸而造成的定位誤差和能耗，定位過程中只需依靠被目前大多數(shù)定位機(jī)制所利用的RSSI來實(shí)現(xiàn)高精度、低開銷的細(xì)粒度定位。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，3D-CCD與SV和COLA相比，定位誤差分

5、別降低了10%、17%，計(jì)算成本分別降低了31%、22%。
　　3．基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞中蔚娜莿澐侄ㄎ凰惴?br>　　針對(duì)存在障礙物的復(fù)雜3D凹/凸不平表面網(wǎng)絡(luò)中錨節(jié)點(diǎn)部署難且成本高的問題，提出了一種新的基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞中蔚娜莿澐侄ㄎ凰惴?DT-ST。該算法僅利用網(wǎng)絡(luò)連通特性和特殊節(jié)點(diǎn)（特殊渡口節(jié)點(diǎn)），進(jìn)行三角劃分和建模，在每一個(gè)三角區(qū)域上采用 MDS-MAP方法建立起局部相對(duì)位置地圖，通過合并每個(gè)三角子區(qū)域，建立起整個(gè)網(wǎng)絡(luò)全局的位置

6、地圖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，3DT-ST算法與目前使用的SV方法相比，定位誤差降低了85.3%，且定位過程無需錨節(jié)點(diǎn)和迭代，僅通過節(jié)點(diǎn)間的連通性進(jìn)行定位，這提高了定位的精度、降低了計(jì)算開銷的同時(shí)節(jié)省了部署成本。
　　4．基于圖論的移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)定位路徑規(guī)劃
　　針對(duì)存在障礙物的復(fù)雜3D凹/凸不平表面網(wǎng)絡(luò)中靜止錨節(jié)點(diǎn)可擴(kuò)展性差且能耗高的問題，提出一種新的基于圖論的移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)定位路徑規(guī)劃3DT-PP，它利用移動(dòng)錨節(jié)點(diǎn)的路徑規(guī)劃在復(fù)雜的3D地

7、形中實(shí)施定位節(jié)點(diǎn)，規(guī)劃錨節(jié)點(diǎn)的避障路徑，用最優(yōu)路徑遍歷整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域，達(dá)到快速定位及全網(wǎng)定位的目的。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，3DT-PP方法比 MDS-MAP方法、Landscape-3D方法位置誤差分別降低了91％、8.7％，計(jì)算開銷分別降低了75％、1.3％。該方法在最短時(shí)間內(nèi)高性能地定位所有未知節(jié)點(diǎn)，減少了網(wǎng)絡(luò)中的孤立節(jié)點(diǎn)和錨節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，降低了障礙物對(duì)定位精度的影響，有效降低網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建成本。
　　綜上，本文圍繞復(fù)雜環(huán)境下的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定