无线传感器网络涉及现代传感器、微电子、无线通信、嵌入式计算、分布式信息处理等多个学科领域,以数据为中心,具有自组织、自调节的特点,是构建普适计算新环境、实现普适控制的新兴交叉研究领域,可广泛用于军事、农业、交通、建筑和灾难应急救援指挥等领域。节点位置信息对于无线传感器网络至关重要,不仅是监测应用进一步采取措施和做出决策的基础,而且还是目标跟踪、基于地理位置的路由机制、网络管理等关键技术研究与实现的基础。针对传统基于RSSI的定位算法多为理论研究、需要对仿真环境进行理想化设置、不能实际应用或者实际测试结果与仿真结果差距较大的特点,本文面向实际应用需求,从环境衰减因素模型、人员定位模型、锚节点优选策略和角度权重函数四方面改进了传统的基于RSSI定位算法,提出2个改进算法,实现了算法复杂度与定位性能上的折衷。本文主要研究成果包括如下三个方面:①提出了基于锚节点优选策略和角度权重函数的加权三边测量定位算法。算法利用优选锚节点策略筛选参与定位计算的锚节点,去除不符合要求的锚节点;依据角度权重函数综合多次定位结果以获得具有较高精度的目标节点位置,仿真、实验结果证明了算法的定位精度较原三边测量定位算法有了较大改善,且算法对硬件要求低,易于实现。②提出了基于空间补偿模型和环境衰减因素模型的定位算法。针对人员充当网络移动节点而与锚节点处于不同高度的特点,设计了空间补偿模型,缩小了其对定位精度的影响;传统基于RSSI的定位技术由于采用无线信号传播理论模型测距,实际应用时会产生较大的测距误差,通过大量实验数据分析,本文构建了环境衰减因素模型,有效解决了环境对测距精度的影响。③面向军事防御环境监测应用,构建了基于RSSI定位算法的应用原型系统——基于无线传感器网络的多模态区域态势感知系统。设计了基于加权三边测量定位算法、人员定位模型和环境衰减因素模型的定位策略,在硬件平台(CC2430)及软件平台(自行开发的WSN stack)上实现了该定位策略。系统性能测试表明,该定位策略对硬件要求低、可实用性强,较好的满足了系统需求。系统实现了便携式指挥、人员定位、环境信息感知、移动用户生理监护、多模式交互(语音、图像、文字等方式)等功能,为无线传感器网络技术的进一步实用化做出了探索性尝试。