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节点定位是无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)的关键支撑技术之一,历来受到科研人员的高度重视。当前,无线网络信号的覆盖范围日益扩大,UWB等高精度、低成本的新型测距技术不断被投入应用,为研发WSN高精度定位系统提供了契机。本文结合应用实际,提出带Lagrange乘子的二步加权最小二乘法以及节点时钟同步和定位联合算法,解决移动WSN定位中的锚节点时钟同步、锚节点局部相对定位、节点双曲线定位方程求解、整体网络拓扑的恢复等问题。(1)带Lagrange算子的二步加权最小二乘法,将源节点的位置参量表示成双曲线交点的极角和极径。该算法利用极角参数的约束关系,得到并求解一个关于Lagrange算子的一元四次方程,再分两步估计出极角参数的和极径。该算法理论上不需要迭代运算,可以给出闭合形式的解析解。仿真证明,该算法实际运算量介于Fang算法和Taylor级数法之间,其定位精度、有效覆盖范围等明显优于Fang算法,接近于Taylor级数法,且不会出现无解或者陷入发散。(2)节点时钟同步与定位联合算法,引进锚节点对骨干网的连通性,构建集中运算的信息收集模型;利用锚节点多轮广播信号的TOA信息,采用时钟的线性模型,对锚节点的时钟参数进行估计,从而实现锚节点时钟在补偿意义下的基准同步,支持锚节点间的伪TOF测距、多边相对定位和标签节点双曲线定位。该算法运用集中运算,原理简单,运算负荷小,各参数物理含义明确。仿真证明,其位置估计精度接近于锚节点时钟同步、位置已知状况下的同类算法。该算法的优势在于以锚节点对骨干网的连通性取代了锚节点对GPS的依赖,从而大幅降低了WSN的组网成本;标签节点的双曲线定位采用了与GPS相反的距离差测量结构,降低了标签节点的硬件需求和通信能耗,增加了WSN中标签节点的容量。理论分析和仿真结果都表明,本文提出的基于移动锚节点的WSN测距定位算法,部分解决了目前WSN定位中的实际问题。算法简单有效,定位性能良好,降低了系统的能耗和成本,可以广泛应用于WSN定位系统开发。