无线传感器网络(Wireless Sensor Networks-WSN)节点位置是WSN网络结构远程重构、定向数据路由、目标追踪等应用中的关键信息,与获取节点位置信息相关的节点自定位技术成为WSN研究领域中的核心关键技术之一。在满足低成本、有限的自身资源及能源供给、近距离多跳通信、非视距环境等多个节点约束条件的前提下,研发高精度的节点自定位技术仍面临许多挑战。　　 论文以节点自定位技术为方向,对利用音频信号实现高精度室外节点自定位技术进行了探索与研究。研究了高精度音频测距中的关键技术:针对单一频率脉冲调制、线性调频调制及伪随机噪声等音频测距信号的TOA(time of arrival)值估计问题,对比研究了时域内的IIR数字滤波、短时能量、正交检测及直接互相关等算法,提出了一种基于多阈值线性拟合估计新方法,降低了因测距信号上升沿变化而导致的测距误差,并从频域角度研究了基于IIR滤波器和Goertzel算法的TOA值估计法；针对互相关快速计算问题,利用FPGA一种l比特量化快速计算算法,算法在FPGA器件上进行了验证；对测距应用中的信噪比对上述算法的影响也进行了初步分析。针对单邻居节点问题,研究并提出了一种基于射频同步信号多跳转发的远距离节点音频定位法,可以解决某些网络中的单邻居节点定位问题。实现了一种基于“微处理器+FPGA+语音模块”的音频节点定位硬件系统,对利用动圈式扬声器及PZT蜂呜器等器件实现音频信号的收发一体化进行了性能分析,结果表明,PZT器件在远距离测距方面具有优势。进行了基于音频的节点室外定位试验,测试结果表明,节点系统静态测距误差的标准偏差优于0.3m,最大作用距离为100m,二维节点定位时的位置误差优于3m。