无线网络为用户提供了在任意时间和地点进行通信和信息获取、并在移动中保持通信连接的能力。传统的移动通信系统一般通过基站为用户提供网络接入服务，而基站往往通过有线骨干网互连。移动自组网络是由移动节点通过分布式协议自组织起来的一种无线网络，网络中可以没有基站等固定的路由设施。当有线网络不可使用时，如在战场通讯和紧急救援等任务中，移动自组网络提供了一种可行的地面通信和信息存取技术。 移动自组网络中所有通信节点均可移动，它具有自组织性、移动性、独立性等特性。现有的自组网络节点定位系统大都全部或部分依赖GPS定位系统、固定网格或者基站结构，且定位结果局限于二维平面，不能充分体现移动自组网的特点，使得一些典型移动自组网的定位不能依靠这些定位技术，因此，需要研究新的移动自组网定位系统。实现不依赖GPS和固定网络设施的三维定位，是多跳移动自组网络中具有挑战性的新课题。本文针对具有平坦结构的多跳移动自组网络中完全自组织的GPS-free三维定位问题，提出了移动自组网络无GPS三维定位系统ANGEPS，给出了一整套定位算法。 ANGEPS定位系统分为局部定位、全局定位、动态定位三大部分，可实现从单跳到多跳，从静态到动态的移动自组网节点定位。其中每部分既是后续部分的基础，又可以单独应用。 局部定位是整个ANGEPS的基础，解决在单跳移动自组网中如何实现节点三维定位的问题。当节点采用全向天线互通信时，该问题可以归结为利用节点间无线通信信号估算节点间的距离和／或角度，利用几何和三角关系，建立三维坐标系的问题。我们采用较为成熟的RSSI／AOA技术测量节点之间的距离，利用三角函数和立体几何理论，选择空间四个适当节点建立三维坐标系，定位网络中其它节点，并剔除掉可能的镜像点。本文提出并验证了最简基准图算法、坐标系建立算法和局部点定位算法。通过模拟，验证了算法的有效性，并研究了影响定位精度的因素。 全局定位是局部定位在多跳移动自组网中的扩展。本文把多跳移动自组网看作由若干单跳移动自组网组成，结合局部定位与条件泛洪，把定位区域逐渐扩大至全网，并利用坐标变换统一全网坐标系。本文提出了集中式和分布式两种全局定位算法及其优化策略，并提出任选泛洪、新选泛洪和边缘泛洪三种简单条件泛洪算法，以及坐标变换算法，解决了多跳移动自组网中节点的三维定位问题。通过模拟，研究比较了各种条件泛洪算法的性能和全局定位的精度。 为进一步减少全局定位的累积误差，提高系统精度，本文提出了露珠泛洪全局定位算法。露珠泛洪是简单条件泛洪的扩展，它利用多个泛洪起始点同时进行简单条件泛洪，可大幅度提高系统的时效性；通过不同泛洪区域之间的泛洪汇聚，减少了累积误差，可大幅度提高定位精度。全网节点的分布和泛洪起始点的分布是影响露珠泛洪的主要因素，本文提出了三种网络节点分布模型以及两种泛洪起始点分布模型，即网络节点的棒状、平板和云雾分布模型，以及泛洪起始点的均匀和聚集分布模型。通过理论分析和实验模拟，研究国防科学技术大学研究生院学位论文比较了露珠泛洪在三种网络节点分布和两种泛洪起始点分布情况下的代价和性能。模拟结果表明，在相同条件下，露珠泛洪全局定位在泛洪覆盖效率和定位精度上比简单条件泛洪全局定位有较大提高。 针对动态移动自组网络的定位，本文提出了参考节点组RNG的概念和方法。RNG是相对静止或移动微小的节点集合，在选择建立坐标系的节点时，尽量从节点个数最多的RNG中选取节点，以此减小由于节点相对移动带来的位置信息变化以及坐标系变化。本文提出了RNG的建立和维护算法，并通过实验模拟，比较了算法在静态和动态网络下的性能，研究了影响动态网络节点定位的因素。 本文解决了移动自组网中无GPS情况下的节点自组织三维定位问题，对实际应用具有较高的指导和参考意义。关键词:移动自组网络，无线网络，定位，最简基准图，局部点，条件泛洪，露珠泛洪， 节点分布，参考节点组第n页